问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+ax2+bx(其中a,b为常数且a≠0)在x=1处取得极值.
(1)当f(x)在(0,
1
2
)上递增,在(
1
2
2
3
)上递减时,求a,b的值
(2)若f(x)在(0,e](其中e为自然对数的底数)上的最大值为1,求a的值.
答案

(1)∵f(x)=lnx+ax2+bx,

f′(x)=

1
x
+2ax+b,

∵函数f(x)=lnx+ax2+bx在x=1,x=

1
2
处取得极值f'(1)=1+2a+b=0,f/(
1
2
)=2+a+b=0

∴a=1,b=-3,

(2)因为f′(x)=

2ax2-2(a+1)x+1
x
=
(2ax-1)(x-1)
x

令f'(x)=0,x1=1,x2=

1
2a

因为f(x)在x=1处取得极值,所以x2=

1
2a
x1=1,

1
2a
<0时,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,e]上单调递减,

所以f(x)在区间(0,e]上的最大值为f(1),令f(1)=1,

解得a=-2,

a>0,x2=

1
2a
>0,

1
2a
<1时,f(x)在(0,
1
2a
)
上单调递增,(
1
2a
,1)
上单调递减,(1,e)上单调递增,

所以最大值1可能在x=

1
2a
或x=e处取得,

f(

1
2a
)=ln
1
2a
+a(
1
2a
)2-(2a+1)
1
2a
=ln
1
2a
-
1
4a
-1<0,

所以f(e)=lne+ae2-(2a+1)e=1,解得a=

1
e-2

1≤

1
2a
<e时,f(x)在区间(0,1)上单调递增,(1,
1
2a
)
上单调递减,(
1
2a
,e)
上单调递增,

所以最大值1可能在x=1或x=e处取得,

而f(1)=ln1+a-(2a+1)<0,

所以f(e)=lne+ae2-(2a+1)e=1,解得a=

1
e-2
,与1<x2=
1
2a
<e
矛盾,

x2=

1
2a
≥e时,f(x)在区间(0,1)上单调递增,在(1,e)单调递减,

所以最大值1可能在x=1处取得,而f(1)=ln1+a-(2a+1)<0,矛盾,

综上所述,a=

1
e-2
或a=-2.

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