若$b+(3x-1)\ln x\ge ax(a>0)$对$x\in(0,+\infty)$恒成立,则当$\dfrac{b}{a}$取得最小值时,$b=$( )
A. $\dfrac{1}{3}$
B. $1$
C. $\dfrac{3}{2}$
D. $2$
恒成立求最值,导数构造破难题

D
由$b+(3x-1)\ln x\ge ax$,得$(3x-1)\ln x\ge ax-b$.
设函数$f(x)=(3x-1)\ln x$,则$f'(x)=3\ln x-\dfrac{1}{x}+3$,则$f'(x)$在$(0,+\infty)$上单调递增.
因为$f'(1)=2>0$,$f’\left(\dfrac{1}{2}\right)=1-\ln8<0$, 所以$f'(x)$存在唯一的零点$m$,且$m\in\left(\dfrac{1}{2},1\right)$. 当$x\in(0,m)$时,$f'(x)<0$,$f(x)$单调递减, 当$x\in(m,+\infty)$时,$f'(x)>0$,$f(x)$单调递增,
当$x\to0$时,$f(x)\to+\infty$,当$x\to+\infty$时,$f(x)\to+\infty$.
作出$f(x)$的大致图象,如图所示,直线$y=ax-b$的斜率大于$0$,在$x$轴上的截距为$\dfrac{b}{a}$,
由图可知,$\dfrac{b}{a}$的最小值为$1$,此时$b=a=f'(1)=2$.
![图片[2]-恒成立求最值,导数构造破难题](https://www.xuezizi.com/wp-content/uploads/2026/04/image-8.png)
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