问题 解答题
设函数f(x)=2ax-
b
x
+lnx

(Ⅰ)若f(x)在x=1,x=
1
2
处取得极值,
(i)求a、b的值;
(ii)在[
1
4
,2]
存在x0,使得不等式f(x0)-c≤0成立,求c最小值
(Ⅱ)当b=a时,若f(x)在(0,+∞)上是单调函数,求a的取值范围.(参考数据e2≈7.389,e3≈20.08)
答案

(I)(1)∵f(x)=2ax-

b
x
+1nx,∴f′(x)=2a+
b
x2
+
1
x
.(1分)

∵f(x)在x=1,x=

1
2
处取得极值,∴f′(1)=0,f′(
1
2
)=0
(2分)

2a+b+1=0
2a+4b+2=0
解得
a=-
1
3
b=-
1
3

∴所求a、b的值分别为-

1
3
,-
1
3
(4分)

(ii)在[

1
4
,2]存在xo,使得不等式f(xo)-c≤0成立,只需c≥[f(x)]min,

f′(x)=-

2
3
x-
1
3x2
+
1
x
=-
2x2-3x+1
3x2
=-
(2x-1)(x-1)
3x2

当x∈[

1
4
1
2
]时,f'(x)<0,故f(x)在[
1
4
1
2
]
是单调递减;

x∈[

1
2
,1]时,f'(x)>0,故f(x)在[
1
2
,1]
是单调递增;

当x∈[1,2]时,f'(x)<0,故f(x)在[1,2]是单调递减;

f(

1
2
)是f(x)在[
1
4
,2]
上的极小值.(6分)

f(

1
2
)=
1
3
+1n
1
2
=
1
3
-1n2f(2)=-
7
6
+1n2,

f(

1
2
)-f(2)=
3
2
-1n4=1ne
3
2
-1n4,

又e3-16>0,∴1ne

3
2
-1n4>0,

∴[f(x)]min=f(2),∴c≥[f(x)]min=-

7
6
+1m2,∴c的取值范围为[-
7
6
+1n2,+∞)

所以c的最小值为-

7
6
+1n2.(9分)

(Ⅱ)当a=b时,f'(x)=

2ax2+x+a
x2

①当a=0时,f(x)=1nx.则f(x)在(0,+∞)上单调递增;

②当a>0时,∵x>0,∴2ax2+x+a>0,∴f'(x)>0,则f(x)在(0,+∞)上单调递增;

③当a<0时,设g(x)=2ax2+x+a,只需△≤0,从面得a≤-

2
4
,此时f(x)在(0+∞)上单调递减;

综上得,a的取值范围是(-∞,-

2
4
]∪[0,+∞).(14分)

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