已知函数f(x)=12x2−(1+a)x+alnx,其中a>0.

3个回答

  • 解题思路:(I)先求出其导函数以及导数为0的根,通过比较两根的大小找到函数的单调区间,进而求出f(x)的极小值;

    (II)对于存在性问题,可先假设存在,即假设存在常数a,使函数y=f(x)在区间[m,n]上存在零点,再利用零点存在定理得出不等式:

    lna≥

    a

    2

    +1

    ,下面利用 导数证明此不等式不成立,出现矛盾,则说明假设不成立,即不存在;否则存在.

    (Ⅰ)f′(x)=x−(1+a)+

    a

    x=

    x2−(1+a)x+a

    x=

    (x−1)(x−a)

    x

    令f'(x)=0,得到x1=1,x2=a.

    (1)当a=1时,f(x)在定义域单调递增,没有极小值点.

    (2)当a>1时,x变化时.f′(x),f(x)的变化情况如表:

    所以x=1是函数的极大值点,x=a是函数的极小值点;

    (3)当0<a<1时,x变化时.f′(x),f(x)的变化情况如表:

    所以x=1是函数的极小值点,x=a是函数的极大值点;

    综上所述.当0<a<1时,x=1是函数的极小值点;当a>1时,x=a是函数的极小值点;

    (II)若曲线y=f(x)在点A(m,f(m)),B(n,f(n))处的切线都与y轴垂直,则f′(m)=0,f′(n)=0,

    由(I)的讨论知,m=1,n=a或m=a,n=1,f(1)=-[1/2]-a,f(a)=-

    a2

    2-a+alna.

    ∴函数y=f(x)在区间[m,n]上存在零点,且单调,则有f(1)f(a)≤0,

    即(-[1/2]-a)(-

    a2

    2-a+alna)≤0,

    ∴(

    a2

    2+a-alna)≤0,故lna≥

    a

    2+1,

    下面证明此不等式不成立.

    令g(a)=lna−

    a

    2−1,则g′(a)=[1/a]-[1/2]=[2−a/2a],

    于是当a∈(0,2),g′(a)>0,a∈(2,+∞),g′(a)<0,

    所以,g(a)在(0,2)单调递增,在[2,+∞)单调递减,

    所以函数g(a)=lna−

    a

    2−1在a=2取得最大值g(2)=ln2-2<0.

    所以g(a)=lna−

    a

    2−1≤g(2)<0,所以lna<

    a

    2+1.

    故不存在满足要求的常数a.-------(12分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 本题第一问考查利用导函数来研究函数的极值.在利用导函数来研究函数的极值时,分三步①求导函数,②求导函数为0的根,③判断根左右两侧的符号,若左正右负,原函数取极大值;若左负右正,原函数取极小值.