首页 > 数学 > 题目详情
已知函数f(x)=ax2-2x+lnx(Ⅰ)若f(x)无极值点,但其导函数f′(x)有零点,求a的值;(Ⅱ)若f(x)有
题目内容:
已知函数f(x)=ax2-2x+lnx
(Ⅰ)若f(x)无极值点,但其导函数f′(x)有零点,求a的值;
(Ⅱ)若f(x)有两个极值点,求a的取值范围,并证明f(x)的极小值小于-3 2
.优质解答
解 (Ⅰ)首先,x>0f/(x)=2ax−2+1 x
=2ax2−2x+1 x
f′(x)有零点而f(x)无极值点,表明该零点左右f′(x)同号,故a≠0,且2ax2-2x+1=0的△=0.由此可得a=1 2
(Ⅱ)由题意,2ax2-2x+1=0有两不同的正根,故△>0,a>0.
解得:0<a<1 2
设2ax2-2x+1=0的两根为x1,x2,不妨设x1<x2,
因为在区间(0,x1),(x2,+∞)上,f′(x)>0,
而在区间(x1,x2)上,f′(x)<0,故x2是f(x)的极小值点.
因f(x)在区间(x1,x2)上f(x)是减函数,如能证明f(x1+x2 2
)<−3 2
,则更有f(x2)<−3 2
由韦达定理,x1+x2 2
=1 2a
,f(1 2a
)=a(1 2a
)2−2(1 2a
)+ln1 2a
=ln1 2a
−3 2
•1 2a
令1 2a
=t,其中设g(t)=lnt−3 2
t+3 2
,
利用导数容易证明g(t)当t>1时单调递减,而g(1)=0,
∴g(t)=lnt-3 2
t+3 2
<0,
因此f(1 2a
)<-3 2
,
从而有f(x)的极小值f(x2)<-3 2
.
(Ⅰ)若f(x)无极值点,但其导函数f′(x)有零点,求a的值;
(Ⅱ)若f(x)有两个极值点,求a的取值范围,并证明f(x)的极小值小于-
3 |
2 |
优质解答
1 |
x |
2ax2−2x+1 |
x |
f′(x)有零点而f(x)无极值点,表明该零点左右f′(x)同号,故a≠0,且2ax2-2x+1=0的△=0.由此可得a=
1 |
2 |
(Ⅱ)由题意,2ax2-2x+1=0有两不同的正根,故△>0,a>0.
解得:0<a<
1 |
2 |
设2ax2-2x+1=0的两根为x1,x2,不妨设x1<x2,
因为在区间(0,x1),(x2,+∞)上,f′(x)>0,
而在区间(x1,x2)上,f′(x)<0,故x2是f(x)的极小值点.
因f(x)在区间(x1,x2)上f(x)是减函数,如能证明f(
x1+x2 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
由韦达定理,
x1+x2 |
2 |
1 |
2a |
1 |
2a |
1 |
2a |
1 |
2a |
1 |
2a |
1 |
2a |
3 |
2 |
1 |
2a |
令
1 |
2a |
3 |
2 |
3 |
2 |
利用导数容易证明g(t)当t>1时单调递减,而g(1)=0,
∴g(t)=lnt-
3 |
2 |
3 |
2 |
因此f(
1 |
2a |
3 |
2 |
从而有f(x)的极小值f(x2)<-
3 |
2 |
本题链接: