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)≤
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答案
(Ⅰ)函数f(x)=lnx+x2-ax(x>0),则f′(x)=
+2x-a(x>0).1 x
∵函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,
∴f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,即
+2x-a≥0在(0,+∞)上恒成立.1 x
∴
+2x≥a.1 x
∵当x>0时,
+2x≥21 x
,当且仅当2
=2x,即x=1 x
时等号成立.2 2
∴a的取值范围是(-∞,2
];2
(Ⅱ)当a=3时,f′(x)=
(x>0)(2x-1)(x-1) x
当0<x<
或x>1时,f′(x)>0,1 2
当
<x<1时,f′(x)<01 2
∴f(x)在(0,
)和(1,+∞)上是增函数,在(1 2
,1)上是减函数,1 2
∴f(x)极大值=f(
)=-1 2
-ln2,f(x)极小值=f(1)=-25 4
(III)设g(x)=f(x)-
(3x2+1 2
-6x)=lnx-1 x2
x2+(3-a)x-1 2 1 2x2
∴g′(x)=(
-x)+(3-a)+1 x 1 x3
∵a∈(-∞,2
],且x∈(0,1]2
∴g′(x)>0
∴g(x)在(0,1)内为增函数
∴g(x)max=g(1)=2-a
∵f(x)≤
(3x2+1 2
-6x)在x∈(0,1]内恒成立,1 x2
∴2-a≤0,解得a≥2.