问题
解答题
已知函数f(x)=x2-2x+alnx不是单调函数,且无最小值.
(Ⅰ)求实数a的取值范围;
(Ⅱ)设x0是函数f(x)的极值点,证明:f(x0)<0.
答案
(Ⅰ)函数f(x)的定义域是{x|x>0}.…(1分)
对f(x)求导数,得f′(x)=2x-2+
=a x
.…(3分)2x2-2x+a x
显然,方程f'(x)=0⇔2x2-2x+a=0(x>0).
若f(x)不是单调函数,且无最小值,则方程2x2-2x+a=0必有2个不相等的正根.…(5分)
所以
解得0<a<△=4-8a>0
>0a 2
.…(7分)1 2
(Ⅱ)设方程2x2-2x+a=0的2个不相等的正根是x1,x2,其中x1<x2.
所以f′(x)=
=2x2-2x+a x
.…(9分)2(x-x1)(x-x2) x
列表分析如下:
x | (0,x1) | x1 | (x1,x2) | x2 | (x2,+∞) |
f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
故只需证明f(x1)<0.…(11分)
由 0<x1<x2,且x1+x2=1,得0<x1<
.…(12分)1 2
因为 0<a<
,0<x1<1 2
,1 2
所以 f(x1)=x1(x1-2)+alnx1<0.
从而f(x0)<0.…(14分)