导数+放缩

已知函数fx)=frac{x}{lnx}-ax)

1.)若函数fx))1,+∞))上是减函数,求实数a)的最小值

2.)若存在x_1,x_2in [e,e^2]),使fx_1)le f^{‘}x_2)+aa>0))成立,求实数a)的取值范围

解答:

1.)

[f^{‘}x)=frac{lnx-1}{lnx)^2}-a
]

[=-frac{1}{lnx})^2+frac{1}{lnx}-a
]

[=-frac{1}{lnx}-frac{1}{2})^2+frac{1}{4}-a
]

最大值在x=e^2)取到,为frac{1}{4}-a)

因为在1,+∞))是减函数,所以frac{1}{4}-ale 0)

所以a=frac{1}{4})

2.)

只要让

[f_{min}x)le f^{‘}_{max}x)+a
]

1.)得到,f^{‘}_{max}x)=f^{‘}e^2)=frac{1}{4}-a)

[f_{min}x)le frac{1}{4}
]

当函数在[e,e^2])不存在极值点,即age frac{1}{4})

fx))[e,e^2])单调减

[f_{min}x)=fe^2)=frac{e^2}{2}-ae^2le frac{1}{4}
]

[age frac{1}{2}-frac{1}{4e^2}
]

[frac{1}{2}-frac{1}{4e^2}>frac{1}{2}-frac{1}{4}=frac{1}{4}
]

所以得出

[age frac{1}{2}-frac{1}{4e^2}
]

0<a<frac{1}{4})

[f^{‘}e)=-a<0
]

[f^{‘}e)=frac{1}{4}-a>0
]

所以fx))[e,e^2])有极小值点x_0)

[f_{min}x)=fx_0)=frac{x_0}{lnx_0}-ax_0le frac{1}{4}
]

[age frac{1}{lnx_0}-frac{1}{4x_0}>frac{1}{lne^2}-frac{1}{4e^2}>frac{1}{2}-frac{1}{4}=frac{1}{4}
]

0<a<frac{1}{4})矛盾

所以age frac{1}{2}-frac{1}{4e^2})

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风君子

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