问题
解答题
已知函数f(x)=x-alnx在x=1处取得极值. (1)求实数a的值; (2)若关于x的方程f(x)+2x=x2+b在[
(3)若∀x1∈[
|
答案
(1)由数f(x)=x-alnx,所以f′(x)=1-
,由题意得,f′(1)=0,所以a=1;a x
(2)由(1)得,f(x)=x-lnx.
f(x)+2x=x2+b⇒x-lnx=x2+b⇒x2-3x+lnx+b=0.
设g(x)=x2-3x+lnx+b,则g′(x)=2x-3+
=1 x
.(2x-1)(x-1) x
当x∈(0,
)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,x∈(1 2
,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,1 2
x∈(1,2)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
所以g(x)min=g(1)=b-2,g(
)=b-1 2
-ln2,g(2)=b-2+ln2.5 4
方程f(x)+2x=x2+b在[
,2]上恰有两个不相等的实数根,则1 2
,解得g(
)≥01 2 g(1)<0 g(2)≥0
+ln2≤b<2;5 4
(3)∀x1∈[
,2],∃x2∈[1 2
,2],使f(x1)≥x22+b成立,等价于1 2
x∈[
,2]时,f(x)min≥(x2+b)min.1 2
由f′(x)=
,x-1 x
≤x<1时f′(x)0.1 2
所以f(x)在[
,1)上位减函数,在(1,2]上为增函数.1 2
所以f(x)min=f(1)=1.
而y=x2+b在x∈[
,2]上的最小值为1 2
+b.1 4
∴
+b≤1,∴b≤1 4
.3 4
∴b的取值范围为(-∞,
].3 4