Question

已知函數(shù)，g（x）=x+lnx，其中a＞0．
（Ⅰ）若x=1是函數(shù)h（x）=f（x）+g（x）的極值點(diǎn)，求實數(shù)a的值；
（Ⅱ）是否存在正實數(shù)a，使對任意的x₁，x₂∈[1，e]（e為自然對數(shù)的底數(shù)）都有f（x₁）≥g（x₂）成立，若存在，求出實數(shù)a的取值范圍；若不存在，說明理由．

Answer 1

（1）解：∵，其定義域為（0，+∞），∴．
∵x=1是函數(shù)h（x）的極值點(diǎn)，∴h'（1）=0，即3-a²=0，∵a＞0，∴．
經(jīng)檢驗，當(dāng)時，x=1是函數(shù)h（x）的極值點(diǎn)，∴．
（2）解：假設(shè)存在實數(shù)a，對任意的x₁，x₂∈[1，e]都有f（x₁）≥g（x₂）成立，
等價于對任意的x₁，x₂∈[1，e]時，都有[f（x）]_min≥[g（x）]_max，當(dāng)x∈[1，e]時，．
∴函數(shù)g（x）=x+lnx在[1，e]上是增函數(shù)．∴[g（x）]_max=g（e）=e+1．
∵，且x∈[1，e]，a＞0，
①當(dāng)0＜a＜1且x∈[1，e]時，，
∴函數(shù)在[1，e]上是增函數(shù)．∴[f（x）]_min=f（1）=1+a²．
由1+a²≥e+1，得 a≥，又0＜a＜1，∴a 不合題意．
②當(dāng)1≤a≤e時，
若1≤x＜a，則，若a＜x≤e，則．
∴函數(shù)在[1，a）上是減函數(shù)，在（a，e]上是增函數(shù)．
∴[f（x）]_min=f（a）=2a.2a≥e+1，得 a≥，1≤a≤e，∴≤a≤e．
③當(dāng)a＞e且x∈[1，e]時，，
∴函數(shù)在[1，e]上是減函數(shù)．∴．
由≥e+1，得 a≥，又a＞e，∴a＞e．
綜上所述，存在正實數(shù)a的取值范圍為 ．
分析：（1）利用函數(shù)極值點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)等于0，且此點(diǎn)的左側(cè)和右側(cè)導(dǎo)數(shù)的符號相反，求得實數(shù)a的值．
（2）問題等價于對任意的x₁，x₂∈[1，e]時，都有[f（x）]_min≥[g（x）]_max，分類討論，利用導(dǎo)數(shù)的符號
判斷函數(shù)的單調(diào)性，由單調(diào)性求出函數(shù)f（x）的最小值及g（x）]的最大值，根據(jù)它們之間的關(guān)系求出
實數(shù)a的取值范圍．
點(diǎn)評：本題考查函數(shù)在某點(diǎn)存在極值的條件，利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)在閉區(qū)間上的最值．