问题 解答题
已知函数f(x)=xlnx-
a
2
x2,a∈
R
(Ⅰ)若f(x)在(0,+∞)单调递减,求a的最小值;
(Ⅱ)若f(x)有两个极值点,求a的取值范围.
答案

(Ⅰ)求导函数可得f′(x)=lnx+1-ax.

f(x)在(0,+∞)单调递减当且仅当f′(x)≤0,即∀x∈(0,+∞),a≥

lnx+1
x
.①

设g(x)=

lnx+1
x
,则g′(x)=-
lnx
x2

当x∈(0,1)时,g′(x)>0,g(x)单调递增;

当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,g(x)单调递减.

所以g(x)≤g(1)=1,故a的最小值为1.…(5分)

(Ⅱ)①由(Ⅰ)知,当a≥1时,f(x)没有极值点.

②当a≤0时,f′(x)单调递增,f′(x)至多有一个零点,f(x)不可能有两个极值点.…(7分)

③当0<a<1时,设h(x)=lnx+1-ax,则h′(x)=

1
x
-a.

当x∈(0,

1
a
)时,h′(x)>0,h(x)单调递增;

当x∈(

1
a
,+∞)时,h′(x)<0,h(x)单调递减.…(9分)

因为f′(

1
a
)=h(
1
a
)=ln
1
a
>0,f′(
1
e
)=h(
1
e
)=-
a
e
<0,

所以f(x)在区间(

1
e
1
a
)有一极小值点x1.…(10分)

由(Ⅰ)中的①式,有1≥

lnx+1
x
,即lnx≤x-1,则ln
1
a
1
a
-1,

故f′(

2
a2
)=h(
2
a2
)=ln2+2ln
1
a
+1-
2
a
≤ln2+2(
1
a
-1)+1-
2
a
=ln2-1<0.

所以f(x)在区间(

1
a
2
a2
)有一极大值点x2

综上所述,a的取值范围是(0,1).…(12分)

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