问题
解答题
已知函数f(x)=x2-alnx(常数a>0),g(x)=ex-x.
(1)证明:ea>a;
(2)当a>2e时,讨论函数f(x)在区间(1,ea)上零点的个数(e为自然对数的底数).
答案
(1)证明:得g′(x)=ex-1,令g′(x)=0得到x=0
当x>0时,g′(x)=ex-1>1-1=0,
∴g(x)在[0,+∞)上是增函数,
又a>0,得g(a)>g(0)=1>0.
所以,ea-a>0,即ea>a.
(2)因为f′(x)=2x-
=a x
=2x2-a x
.2(x-
)(x+2a 2
)2a 2 x
当0<x<
时,f′(x)<0,f(x)为减函数;2a 2
当x>
时,f′(x)>0,f(x)为增函数.2a 2
∴f(x)min=f(
)=2a 2
(1-lna 2
).a 2
又由(1)得
<a<ea<e2a(a≥0,a<2a)⇒a 2
<ea,2a 2
且当a>2e时,
>2a 2
>1,有1<e
<ea.2a 2
而f(1)=1>0,f(ea)=e2a-a2=(ea-a)(ea+a)>0,
当a>2e时,f(x)min=f(
)=2a 2
(1-lna 2
)<0,a 2
所以,当a>2e时,函数f(x)在(1,ea)上有两个零点.