设函数f(x)=x2-(a+2)x+alnx,其中a∈R.
(Ⅰ)若函数f(x)的图象在点(a,f(a))处的切线与直线x-y=0平行,求实数a的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值.
(Ⅰ)函数f(x)的定义域是{x|x>0}.…(1分)
对f(x)求导数,得f′(x)=2x-(a+2)+=.…(3分)
由题意,得a>0,且f′(a)=1,
解得a=2.…(5分)
(Ⅱ)由f′(x)=0,得方程2x2-(a+2)x+a=0,
一元二次方程2x2-(a+2)x+a=0存在两解x1=1,x2=,…(6分)
当x2≤0时,即当a≤0时,随着x的变化,f(x)与f′(x)的变化情况如下表:
x | (0,1) | 1 | (1,+∞) |
f′(x) | - | 0 | + |
f(x) | ↘ | 极小值 | ↗ |
即函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.
所以函数f(x)在x=1存在极小值f(1)=-a-1; …(8分)
当0<x2<1时,即当0<a<2时,随着x的变化,f(x)与f′(x)的变化情况如下表:
x | (0,) | | (,1) | 1 | (1,+∞) |
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
即函数f(x)在
(0,),(1,+∞)上单调递增,在
(,1)上单调递减.
所以函数f(x)在x=1存在极小值f(1)=-a-1,在x=存在极大值f()=aln-a-;…(10分)
当x2=1时,即当a=2时,
因为f′(x)=≥0(当且仅当x=1时等号成立),
所以f(x)在(0,+∞)上为增函数,故不存在极值; …(12分)
当x2>1时,即当a>2时,随着x的变化,f(x)与f′(x)的变化情况如下表:
x | (0,1) | 1 | (1,) | | (,+∞) |
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
即函数f(x)在(0,1),
(,+∞)上单调递增,在
(1,)上单调递减.
所以函数f(x)在x=1存在极大值f(1)=-a-1,在x=存在极小值f()=aln-a-;
综上,当a≤0时,函数f(x)存在极小值f(1)=-a-1,不存在极大值;
当0<a<2时,函数f(x)存在极小值f(1)=-a-1,存在极大值 f()=aln-a-;
当a=2时,函数f(x)不存在极值;
当a>2时,函数f(x)存在极大值f(1)=-a-1,存在极小值f()=aln-a-.…(14分)