问题
解答题
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-
|
答案
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
,则更有f(x2)<-3 2 3 2
由韦达定理,
=x1+x2 2
,f(1 2a
)=a(1 2a
)2-2(1 2a
)+ln1 2a
=ln1 2a
-1 2a
•3 2 1 2a
令
=t,其中设g(t)=lnt-1 2a
t+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-
t+3 2
<0,3 2
因此f(
)<-1 2a
,3 2
从而有f(x)的极小值f(x2)<-
.3 2