问题 解答题
已知函数f(x)=(a-
1
2
)x2+lnx
.(a∈R)
(1)当a=1时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;
(2)若在区间(1,+∞)上,函数f(x)的图象恒在直线y=2ax下方,求a的取值范围.
答案

解(Ⅰ)当a=1时,f(x)=

1
2
x2+lnx,f′(x)=x+
1
x
=
x2+1
x

对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数.

fmax(x)=f(e)=1+

e2
2
fmin(x)=f( 1 )=
1
2

(Ⅱ)令g(x)=f(x)-2ax=(a-

1
2
)x2-2ax+lnx,则g(x)的定义域为(0,+∞).

在区间(1,+∞)上,函数f(x)的图象恒在直线y=2ax下方等价于g(x)<0在区间(1,+∞)上恒成立.

g′(x)=(2a-1)x-2a+

1
x
=
(2a-1)x2-2ax+1
x
=
(x-1)[(2a-1)x-1]
x

①若a>

1
2
,令g'(x)=0,得极值点x1=1,x2=
1
2a-1

当x2>x1=1,即

1
2
<a<1时,在(x2,+∞)上有g'(x)>0.

此时g(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有g(x)∈(g(x2),+∞),不合题意;

当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,g(x)在区间(1,+∞)上,有g(x)∈(g(1),+∞),也不合题意;

②若a≤

1
2
,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有g'(x)<0.

从而g(x)在区间(1,+∞)上是减函数

要使g(x)<0在此区间上恒成立,只须满足g(1)=-a-

1
2
≤0⇒a≥-
1
2

由此求得a的范围是[-

1
2
1
2
].

综合①②可知,当a∈[-

1
2
1
2
]时,函数f(x)的图象恒在直线y=2ax下方.

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题