问题 解答题

已知函数f(x)=lnx﹣a2x2+ax(a≥0).

(1)当a=1时,证明函数f(x)只有一个零点;

(2)若函数f(x)在区间(1,+∞)上是减函数,求实数a的取值范围.

答案

解:(1)当a=1时,f(x)=lnx﹣x2+x,其定义域是(0,+∞) ∴      

令f′(x)=0,即 =0,解得 或x=1.

∵x>0, ∴ 舍去.

当0<x<1时,f′(x)>0;

当x>1时,f′(x)<0.

∴函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减

∴当x=1时,函数f(x)取得最大值,其值为f(1)=ln1﹣12+1=0.

当x≠1时,f(x)<f(1),即f(x)<0.

∴函数f(x)只有一个零点.          

(2)显然函数f(x)=lnx﹣a2x2+ax的定义域为是(0,+∞) ∴ 

1当a=0时, ,∴f(x)在区间(1,+∞)上为增函数,不合题意   

2 当a>0时,f′(x)≤0(x>0)等价于(2ax+1)(ax﹣1)≥0(x>0),即 

此时f(x)的单调递减区间为[ ,+∞).

依题意,得 ,解之得a≥1.  

综上,实数a的取值范围是[1,+∞)

法二: ①当a=0时, ,∴f(x)在区间(1,+∞)上为增函数,不合题意

②当a≠0时,要使函数f(x)在区间(1,+∞)上是减函数,

只需f′(x)≤0在区间(1,+∞)上恒成立,

∵x>0,∴只要2a2x2﹣ax﹣1≥0,且a>0时恒成立,

∴ 解得a≥1

综上,实数a的取值范围是[1,+∞)  

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