问题 解答题
已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R).
(1)当a=
1
2
时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;
(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D上,满足f1(x)<g(x)<f2(x),那么就称g(x)为f1(x),
f2(x)的“活动函数”.
已知函数f1(x)=(a-
1
2
)x2+2ax+(1-a2)lnx,f2(x)=
1
2
x2+2ax

若在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,
求a的取值范围.
答案

(1)当 a=

1
2
时,f(x)=
1
2
x2+lnx
f′(x)=x+
1
x
=
x2+1
x

对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,

fmax(x)=f(e)=1+

e2
2
fmin(x)=f( 1 )=
1
2

(2)在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)

p(x)=f(x)-f2(x)=(a-

1
2
)x2-2ax+lnx<0,对x∈(1,+∞)恒成立,

且h(x)=f1(x)-f(x)=-

1
2
x2+2ax-a2lnx<0对x∈(1,+∞)恒成立,

p′(x)=(2a-1)x-2a+

1
x
=
(2a-1)x2-2ax+1
x
=
(x-1)[(2a-1)x-1]
x

1)若 a>

1
2
,令p′(x)=0,得极值点x1=1,x2=
1
2a-1

当x2>x1=1,即

1
2
<a<1时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,

此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;

当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;

2)若 a≤

1
2
,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,

从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;

要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足 p(1)=-a-

1
2
≤0⇒a≥-
1
2

所以 -

1
2
≤a≤
1
2

又因为h′(x)=-x+2a-

a2
x
=
-x2+2ax-a2
x
=
-(x-a)2
x
<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,

h(x)<h(1)=-

1
2
+2a≤0,所以a≤
1
4

综合可知a的范围是[-

1
2
1
4
].

单项选择题 A1型题
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