问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+(x-a)2,a为常数.
(1)若当x=1时,f(x)取得极值,求a的值,并求出f(x)的单调增区间;
(2)若f(x)存在极值,求a的取值范围,并证明所有极值之和大于ln
e
2
答案

(1)∵f′(x)=

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

∵x=1时,f(x)取得极值,f'(1)=0,3-2a=0,a=

3
2
…(2分)

f′(x)=

2x2-3x+1
x
(x>0),f'(x)>0⇔2x2-3x+1>0(x>0)x>1或0<x<
1
2

f(x)的单调增区间为(0,

1
2
)、(1,+∞)…(4分)

(2))∵f′(x)=

1
x
+2(x-a)=
2x2-2ax+1
x
,令f'(x)=0

则2x2-2ax+1=0在(0,+∞)上有解,但没有等根.△=4a2-8=4(a2-2)

-

2
<a<
2
时,△<0,则2x2-2ax+1>0恒成立,即f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(x)无极值.

a=

2
时,2x2-2
2
x+1=0
,方程的根x0=
2
2
x∈(0,
2
2
),x∈(
2
2
,+∞)
时,f'(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上无极值.

同理当a=-

2
时,f(x)在(0,+∞)上无极值.

a<-

2
a>
2
时,△>0,方程有二个解x1=
a-
a2-2
2
x2=
a+
a2-2
2
,且x1+x2=a,x1x2=
1
2

a<-

2
时,x1+x2<0,x1x2>0,x1,x2均为负根

∴x∈(0,+∞)有f′(x)>0,

所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.∴f(x)无极值点.

a>

2
时x1+x2>0,x1•x2>0,∴x1•x2∈(0,+∞)

x(0,x1x1(x1,x2x2(x2,+∞)
f(x)+0-0+
f′(x)递增极大值递减极小值递增
∴f(x)在x1处有极大值,在x2处有极小值.

∴a的取值范围是(

2
,+∞)…(8分)

f(x1)+f(x2)=lnx1+lnx2+(x1-a)2+(x2-a)2=lnx1x2+(x12+x22)-2a(x1+x2)+2a2=ln

1
2
+(x12+x22)-2a•a+2a2≥ln
1
2
+2x1x2=ln
1
2
+1=ln
e
2

∵x1≠x2,∴f(x1)+f(x2)>ln

e
2
…(12分)

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