Question

已知函数f（x）=+lnx．
（I）当时，求f（x）在[1，e]上的最大值和最小值；
（II）若函数g（x）=f（x）-x在[1，e]上为增函数，求正实数a的取值范围．

Answer

（Ⅰ）求导数，确定函数的单调性，进而可得函数的极值与最值；
（Ⅱ）求导函数g′（x）=，构造函数h（x）=-ax2+4ax-4，由题意知，只需h（x）≥0在[1，e]上恒成立，从而可求正实数a的取值范围．
【解析】
（Ⅰ）当时，（x＞0），
∴当x∈[1，2]时，f′（x）＜0；当x∈（2，e]时，f′（x）＞0，
∴f（x）在[1，2]上单调递减，在（2，e]上单调递增，
∴f（x）在区间[1，e]上有唯一极小值点，
故f（x）min=f（x）极小值=f（2）=ln2-1．
又∵f（1）=0，f（e）=．
∴f（x）在区间[1，e]上的最大值为f（x）max=f（1）=0．
综上可知，函数f（x）在[1，e]上的最大值是0，最小值是ln2-1．
（Ⅱ）∵g（x）=f（x）-x，
∴g′（x）=，
设h（x）=-ax2+4ax-4，由题意知，只需h（x）≥0在[1，e]上恒成立，
因为a＞0，h（x）图象的对称轴为x=2，
所以只需h（1）=3a-4≥0，所以a≥．