已知函数f(x)=-x2+ax-lnx(a∈R).(1)当a=3时,求函数f(x)在[12,2]上的最大值和最小值;(2)当

2024-11-19 14:45:17
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回答1:

(1)a=3时,f′(x)=?2x+3?

1
x
=?
2x2?3x+1
x
=?
(2x?1)(x?1)
x

函数f(x)在区间(
1
2
,2)
仅有极大值点x=1,故这个极大值点也是最大值点,
故函数在[
1
2
,2]
最大值是f(1)=2,
f(2)?f(
1
2
)=(2?ln2)?(
5
4
+ln2)=
3
4
?2ln2<0
,故f(2)<f(
1
2
)

故函数在[
1
2
,2]
上的最小值为f(2)=2-ln2.
(2)f′(x)=?2x+a?
1
x
,令g(x)=2x+
1
x
,则g′(x)=2?
1
x2

则函数在(
1
2
2
2
)
递减,在(
2
2
,2)
递增,由g(
1
2
)=3
g(2)=
9
2
g(
2
2
)=2
2

故函数g(x)在(
1
2
,2)
的值域为[2
2
9
2
)

若f'(x)≤0在(
1
2
,2)
恒成立,即a≤2x+
1
x
(
1
2
,2)
恒成立,只要a≤2
2

若要f'(x)≥0在(
1
2
,2)
恒成立,即a≥2x+
1
x
(
1
2
,2)
恒成立,
只要a≥
9
2
.即a的取值范围是(-∞,2
2
]∪[
9
2
,+∞).
(3)若f(x)既有极大值又有极小值,则首先必须f'(x)=0有两个不同正根x1,x2,即2x2-ax+1=0有两个不同正根.
故a应满足
△>0
a
2
>0
?
a2?8>0
a>0
?a>2
2

∴当a>2
2
时,f'(x)=0有两个不等的正根,不妨设x1<x2
由f'(x)=?
1
x
(2x2?ax+1)
=?
2
x
(x-x1)(x-x2)知:
0<x<x1时f'(x)<0;x1<x<x2时f'(x)>0;