问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+x2-ax.
(I)若函数f(x)在其定义域上是增函数,求实数a的取值范围;
(II)当a=3时,求出f(x)的极值:
(III)在(I)的条件下,若f(x)≤
1
2
(3x2+
1
x2
-6x)
在x∈(0,1]内恒成立,试确定a的取值范围.
答案

(Ⅰ)函数f(x)=lnx+x2-ax(x>0),则f′(x)=

1
x
+2x-a(x>0).

∵函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,

∴f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,即

1
x
+2x-a≥0在(0,+∞)上恒成立.

1
x
+2x≥a.

∵当x>0时,

1
x
+2x≥2
2
,当且仅当
1
x
=2x,即x=
2
2
时等号成立.

∴a的取值范围是(-∞,2

2
];

(Ⅱ)当a=3时,f′(x)=

(2x-1)(x-1)
x
(x>0)

当0<x<

1
2
或x>1时,f′(x)>0,

1
2
<x<1时,f′(x)<0

∴f(x)在(0,

1
2
)和(1,+∞)上是增函数,在(
1
2
,1)上是减函数,

∴f(x)极大值=f(

1
2
)=-
5
4
-ln2,f(x)极小值=f(1)=-2

(III)设g(x)=f(x)-

1
2
(3x2+
1
x2
-6x)=lnx-
1
2
x2+(3-a)x-
1
2x2

∴g′(x)=(

1
x
-x)+(3-a)+
1
x3

∵a∈(-∞,2

2
],且x∈(0,1]

∴g′(x)>0

∴g(x)在(0,1)内为增函数

∴g(x)max=g(1)=2-a

f(x)≤

1
2
(3x2+
1
x2
-6x)在x∈(0,1]内恒成立,

∴2-a≤0,解得a≥2.

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