问题 解答题

已知函数f(x)=lnx-ax2+(a-2)x.

(Ⅰ)若f(x)在x=1处取得极值,求a的值;

(Ⅱ)求函数y=f(x)在[a2,a]上的最大值.

答案

(Ⅰ)∵f(x)=lnx-ax2+(a-2)x,∴函数的定义域为(0,+∞).            …(1分)

f′(x)=

1
x
-2ax+(a-2)=
1-2ax2+(a-2)x
x
=
-(2x-1)(ax+1)
x
.     …(3分)

∵f(x)在x=1处取得极值,

即f'(1)=-(2-1)(a+1)=0,

∴a=-1.                                                         …(5分)

当a=-1时,在(

1
2
,1)内f'(x)<0,在(1,+∞)内f'(x)>0,

∴x=1是函数y=f(x)的极小值点.∴a=-1.                      …(6分)

(Ⅱ)∵a2<a,∴0<a<1.                                             …(7分)f′(x)=

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

∵x∈(0,+∞),∴ax+1>0,

∴f(x)在(0,

1
2
)上单调递增;在(
1
2
,+∞)
上单调递减,…(9分)

①当0<a≤

1
2
时,f(x)在[a2,a]单调递增,

∴fmax(x)=f(a)=lna-a3+a2-2a;                               …(10分)

②当

a>
1
2
a2
1
2
,即
1
2
<a<
2
2
时,f(x)在(a2
1
2
)
单调递增,在(
1
2
,a)
单调递减,

fmax(x)=f(

1
2
)=-ln2-
a
4
+
a-2
2
=
a
4
-1-ln2;                    …(11分)

③当

1
2
a2,即
2
2
≤a<1
时,f(x)在[a2,a]单调递减,

∴fmax(x)=f(a2)=2lna-a5+a3-2a2.                            …(12分)

综上所述,当0<a≤

1
2
时,函数y=f(x)在[a2,a]上的最大值是lna-a3+a2-2a;

1
2
<a<
2
2
时,函数y=f(x)在[a2,a]上的最大值是
a
4
-1-ln2

a≥

2
2
时,函数y=f(x)在[a2,a]上的最大值是2lna-a5+a3-2a2

…(13分)

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