问题
解答题
设函数f(x)=x(lnx+a)-ax2,其中a∈R.
(1)若a=0,求f(x)的单调区间及极值;
(2)当x≥1时,f(x)≤0,求a的取值范围.
答案
(1)当a=0时,f(x)=xlnx
∴f'(x)=lnx+1,x∈(0,+∞)
又∵当x∈(0,
)时,f'(x)<0,1 e
当x∈(
,+∞)时,f'(x)>0,1 e
∴f(x)在(0,
)上单调递减,在(1 e
,+∞)上单调递增,在x=1 e
处取得极大值,且极大值为f(1 e
)=-1 e 1 e
(2)当x≥1时,f(x)≤0⇔lnx+a-ax≤0.
令g(x)=lnx+a-ax,则g′(x)=
-a.1 x
①当a≥1时,g'(x)≤0,故g(x)
在[1,+∞)是减函数,所以g(x)≤g(1)=0.
②当0<a<1时,令g'(x)=0,得x=
>1.1 a
∵当x∈(1,
)时,g'(x)>0,1 a
故当x∈(1,
)时,g(x)>g(1)=0,与题意不符.1 a
③当a≤0时,g'(x)>0,故g(x)在[1,+∞)是增函数,从而当x∈(1,+∞)时,
有g(x)>g(1)=0,与题意不符.综上所述,a的取值范围为[1,+∞).