问题 解答题

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.

答案

(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)+

a
x
=
2x2-(a+2)x+a
x
.…(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=

a
2
,…(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,
a
2
)
a
2
(
a
2
,1)
1(1,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
即函数f(x)在(0,
a
2
)
,(1,+∞)上单调递增,在(
a
2
,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=

a
2
存在极大值f(
a
2
)=aln
a
2
-a-
a2
4
;…(10分)

当x2=1时,即当a=2时,

因为f′(x)=

2(x-1)2
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,
a
2
)
a
2
(
a
2
,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
即函数f(x)在(0,1),(
a
2
,+∞)
上单调递增,在(1,
a
2
)
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=

a
2
存在极小值f(
a
2
)=aln
a
2
-a-
a2
4

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(

a
2
)=aln
a
2
-a-
a2
4

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(

a
2
)=aln
a
2
-a-
a2
4
.…(14分)

单项选择题
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