问题
解答题
已知函数f(x)=ax2-lnx.(a∈R).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)已知曲线y=f(x)与直线y=x相切,求a.
答案
(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=2ax-
=1 x
,2ax2-1 x
令g(x)=2ax2-1,x∈(0,+∞)
(i)当a≤0时,g(x)<0,此时f'(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上为减函数;
(ii)当a>0时,方程2ax2-1=0有两根x1=
,x2=-1 2a
,1 2a
且x1>0,x2<0,此时当x∈(0,
)时,f'(x)<0,1 2a
当x∈(
,+∞)时,f'(x)>0,1 2a
故f(x)在(0,
)为减函数,在(1 2a
,+∞)为增函数;1 2a
所以当a≤0时,函数f(x)的递减区间为(0,+∞),
当a>0时,函数f(x)的递增区间为(
,+∞),递减区间为(0,1 2a
).1 2a
(2)设切点为M(t,t),t>0.
则f'(t)=1,且at2-lnt=t,∴t-1+2lnt=0,(*)
由于1-1+2ln1=0,∴方程(*)有解t=1,
令g(t)=t-1+2lnt,
∵g'(t)=1+
>0,g(t)在(0,+∞)上是增函数,2 t
∴方程(*)有唯一解t=1,
∴a×12=1+ln1,
∴a=1.