Question

12．若?x₀∈[1，e]，使得x₀+$\frac{1+a}{{x}_{0}}$≤alnx₀成立，則正數(shù)a的最小值為（　　）

• A． $\frac{{e}^{2}-1}{e+1}$
• B． $\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$
• C． $\frac{e+1}{e-1}$
• D． $\frac{e-1}{e+1}$

Answer 1

分析 由?x₀∈[1，e]，使得x₀+$\frac{1+a}{{x}_{0}}$≤alnx₀成立，可得函數(shù)f（x）=x+$\frac{1+a}{x}$-alnx在x∈[1，e]上的最小值[f（x）]_min≤0．
f′（x）=1-$\frac{1+a}{{x}^{2}}$-$\frac{a}{x}$=$\frac{（x+1）[x-（1+a）]}{{x}^{2}}$．由a＞0，可得a+1＞1，x＞a+1時(shí)，f′（x）＞0；0＜x＜a+1時(shí)，f′（x）＜0．對(duì)a分類(lèi)討論即可得出．

解答 解：∵?x₀∈[1，e]，使得x₀+$\frac{1+a}{{x}_{0}}$≤alnx₀成立，
∴函數(shù)f（x）=x+$\frac{1+a}{x}$-alnx在x∈[1，e]上的最小值[f（x）]_min≤0．
f′（x）=1-$\frac{1+a}{{x}^{2}}$-$\frac{a}{x}$=$\frac{（x+1）[x-（1+a）]}{{x}^{2}}$．
∵a＞0，∴a+1＞1，∴x＞a+1時(shí)，f′（x）＞0；0＜x＜a+1時(shí)，f′（x）＜0．
①當(dāng)a+1≥e時(shí)，即a≥e-1時(shí)，f（x）在[1，e]上單調(diào)遞減，
∴最小值[f（x）]_min=f（e）=e+$\frac{1+a}{e}$-a≤0．解得a≥$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$，
∵$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$＞e-1，∴a≥$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$．
①當(dāng)1＜a+1＜e時(shí)，即0＜a＜e-1時(shí)，最小值[f（x）]_min=f（1+a）=2+a-aln（1+a）≤0．
∵0＜ln（1+a）＜1，∴0＜aln（1+a）＜a，
∴f（1+a）＞2．
此時(shí)不存在x₀，使得f（x₀）≤0．
綜上可得：正數(shù)a的最小值為$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性極值與最值、等價(jià)轉(zhuǎn)化方法、分類(lèi)討論思想方法，考查了推理能力與計(jì)算能力，屬于難題．