每日一题[2497]随遇而安

已知函数 $f(x)=\begin{cases}\ln x-1, &x\in[{\rm e},+\infty), \\ a x+b-\ln x, &x\in (0,{\rm e})\end{cases}$ 的最小值为 $0$,${\rm e}$ 为自然对数的底数,则(       )

A.$\forall a<0$,都有 $b<1-a {\rm e}$

B.$\exists a<0$,使得 $b \leqslant 1$

C.$\forall a \in\left(\dfrac{1}{{\rm e}},+\infty\right)$,都有 $b+\ln (a {\rm e}) \geqslant 0$

D.$\exists a \in\left(0, \dfrac{1}{{\rm e}}\right]$,使得 $b<\ln (2-a {\rm e})$

答案    C.

解析    根据题意,有\[\forall x\in (0,{\rm e}],ax+b-\ln x\geqslant 0,\] 函数 $f(x)$ 的导函数\[f'(x)=a-\dfrac 1x,\]因此讨论分界点为 $a=\dfrac{1}{\rm e}$. 当 $a<\dfrac{1}{\rm e}$ 时,函数 $f(x)$ 在 $(0,{\rm e}]$ 上单调递减,因此题意即\[f({\rm e})\geqslant 0\iff b\geqslant 1-a{\rm e}.\] 当 $a\geqslant \dfrac{1}{\rm e}$ 时,函数 $f(x)$ 在 $x=\dfrac 1a$ 处取得极小值,也为该区间上的最小值,因此题意即\[f\left(\dfrac 1a\right)\geqslant 0\iff b\geqslant -1-\ln a.\] 综上所述,只有选项 $\boxed{C}$ 正确.

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