问题 解答题

已知函数f(x)=x2-alnx(a∈R).

(Ⅰ)若a=2,求证:f(x)在(1,+∞)上是增函数;

(Ⅱ)求f(x)在[1,e]上的最小值.

答案

证明:(Ⅰ)当a=2时,f(x)=x2-2lnx,

当x∈(1,+∞)时,f′(x)=

2(x2-1)
x
>0,

所以f(x)在(1,+∞)上是增函数.          (5分)

(Ⅱ)f′(x)=

2x2-a
x
(x>0),

当x∈[1,e],2x2-a∈[2-a,2e2-a].

若a≤2,则当x∈[1,e]时,f′(x)≥0,

所以f(x)在[1,e]上是增函数,

又f(1)=1,故函数f(x)在[1,e]上的最小值为1.

若a≥2e2,则当x∈[1,e]时,f′(x)≤0,

所以f(x)在[1,e]上是减函数,

又f(e)=e2-a,所以f(x)在[1,e]上的最小值为e2-a.

若2<a<2e2,则当1≤x<

a
2
时,f′(x)<0,此时f(x)是减函数;

a
2
<x≤e时,f′(x)>0,此时f(x)是增函数.

f(

a
2
)=
a
2
-
a
2
ln
a
2

所以f(x)在[1,e]上的最小值为

a
2
-
a
2
ln
a
2

综上可知,当a≤2时,f(x)在[1,e]上的最小值为1;

当2<a<2e2时,f(x)在[1,e]上的最小值为

a
2
-
a
2
ln
a
2

当a≥2e2时,f(x)在[1,e]上的最小值为e2-a.(13分)

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