问题 解答题

设a>0,函数f(x)=x2+a|lnx-1|.

(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在x=1处的切线方程;

(2)当x∈[1,+∞)时,求函数f(x)的最小值.

答案

解(1)当a=1时,f(x)=x2+|lnx-1|

令x=1得f(1)=2,f'(1)=1,所以切点为(1,2),切线的斜率为1,

所以曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为:x-y+1=0.

(2)①当x≥e时,f(x)=x2+alnx-a,f′(x)=2x+

a
x
(x≥e)

∵a>0,

∴f(x)>0恒成立.

∴f(x)在[e,+∞)上增函数.

故当x=e时,ymin=f(e)=e2

②当1≤x<e时,f(x)=x2-alnx+1,

f′(x)=2x-

a
x
=
2
x
(x+
a
2
)(x-
a
2
)(1≤x<e)

(i)当

a
2
≤1,即0<a≤2时,f'(x)在x∈(1,e)时为正数,

所以f(x)在区间[1,e)上为增函数.

故当x=1时,ymin=1+a,且此时f(1)<f(e)

(ii)当1<

a
2
<e,即2<a<2e2时,

f'(x)在x∈(1,

a
2
)时为负数,在间x∈(
a
2
,e
)
时为正数

所以f(x)在区间[1,

a
2
)上为减函数,在(
a
2
,e]
上为增函数

故当x=

a
2
时,ymin=
3a
2
-
a
2
ln
a
2

且此时f(

a
2
)<f(e)

(iii)当

a
2
≥e;即a≥2e2时,

f'(x)在x∈(1,e)时为负数,

所以f(x)在区间[1,e]上为减函数,

当x=e时,ymin=f(e)=e2

综上所述,当a≥2e2时,f(x)在x≥e时和1≤x≤e时的最小值都是e2

所以此时f(x)的最小值为f(e)=e2

当2<a<2e2时,f(x)在x≥e时的最小值为f(

a
2
)=
3a
2
-
a
2
ln
a
2

f(

a
2
)<f(e),

所以此时f(x)的最小值为f(

a
2
)=
3a
2
-
a
2
ln
a
2

当0<a≤2时,在x≥e时最小值为e2,在1≤x<e时的最小值为f(1)=1+a,

而f(1)<f(e),所以此时f(x)的最小值为f(1)=1+a

所以函数y=f(x)的最小值为ymin=

1+a,0<a≤2
3a
2
-
a
2
ln
a
2
,2<a≤2e2
e2,a>2e2

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