设 $f\left(x\right) = \ln x$,$g\left(x\right) = f\left(x\right) + f'\left(x\right)$.
【难度】
【出处】
2011年高考陕西卷(文)
【标注】
  1. 求 $g\left(x\right)$ 的单调区间和最小值;
    标注
    答案
    解析
    由题设知 $f\left(x\right) = \ln x$,$g\left(x\right) = \ln x + \dfrac{1}{x}$,
    $\therefore$ $g'\left(x\right) = \dfrac{x - 1}{x^2}$,令 $g'\left(x\right) = 0$ 得 $x =1$,当 $x \in \left( {0,1} \right)$ 时,\[g'\left(x\right)<0,\]$g\left(x\right)$ 是减函数,故 $\left( {0,1} \right)$ 是 $g\left(x\right)$ 的单调减区间;
    当 $x \in \left( {1, + \infty } \right)$ 时,\[g'\left(x\right) > 0,\]$g\left(x\right)$ 是增函数,故 $\left( {1, + \infty } \right)$ 是 $g\left(x\right)$ 的单调递增区间.
    因此,$x = 1$ 是 $g\left(x\right)$ 的唯一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,
    所以 $g\left(x\right)$ 的最小值为 $g\left(1\right) = 1$.
  2. 讨论 $g\left(x\right)$ 与 $g\left( {\dfrac{1}{x}} \right)$ 的大小关系;
    标注
    答案
    解析
    $g\left( {\dfrac{1}{x}} \right) = - \ln x + x$.设 $h\left(x\right) = g\left(x\right) - g\left( {\dfrac{1}{x}} \right) = 2\ln x - x + \dfrac{1}{x}$,则\[h'\left(x\right) = - \dfrac{{{{\left(x - 1\right)}^2}}}{x^2},\]当 $x = 1$ 时,$h\left(1\right) = 0$,即\[g\left(x\right) = g\left( {\dfrac{1}{x}} \right),\]当 $x \in \left(0,1\right) \cup \left(1, + \infty \right)$ 时,$h'\left(x\right) < 0$,因此,$h\left(x\right)$ 在 $\left(0, + \infty \right)$ 内单调递减,
    当 $0 < x < 1$ 时,$h\left(x\right) > h\left(1\right) = 0$,即\[g\left(x\right) > g\left( {\dfrac{1}{x}} \right).\]当 $x > 1$ 时,$h\left(x\right) < h\left(1\right) = 0$,即\[g\left(x\right) < g\left( {\dfrac{1}{x}} \right).\]
  3. 求 $a$ 的取值范围,使得 $g\left(a\right) - g\left(x\right) < \dfrac{1}{a}$ 对任意 $x>0$ 成立.
    标注
    答案
    解析
    由(1)知 $g\left(x\right)$ 的最小值为 $ 1 $,所以,$g\left(a\right) - g\left(x\right) < \dfrac{1}{a}$,对任意 $x > 0$ 成立 $ \Leftrightarrow g\left(a\right) - 1 < \dfrac{1}{a},$
    即 $\ln a < 1$,从而得 $0 < a < {\mathrm{e}}$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2 问题3 答案3 解析3 备注3
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