函数f(x)=x2-alnx(a∈R)(1)讨论f(x)的单调性(2)设函数Y=f(x)在点A(1,f(1))处的切线为l

函数f(x)=x2-alnx(a∈R)(1)讨论f(x)的单调性(2)设函数Y=f(x)在点A(1,f(1))处的切线为l,第1张

(1)由已知得,f′(x)=2x

a
x
2x2a
x
,且函数f(x)的定义域为(0,+∞),

当a≤0时,f′(x)≥0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增,

当a>0时,令f′(x)=0,得x=

a
2
(舍),x=
a
2

当x∈(0,

a
2
)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;

当x∈(

a
2
,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.

综上,a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;

a>0时,f(x)在(0,

a
2
)上单调递减,在(
a
2
,+∞)上单调递增;

(2)由f(1)=1,f′(1)=2-a知,f(x)在点A(1,f(1))处的切线l的方程为:

y=(2-a)(x-1)+1.

∵l在点A处穿过函数y=f(x)的图象,

∴令h(x)=f(x)-[(2-a)(x-1)+1]=x2-alnx-[(2-a)(x-1)+1].

则h(x)在x=1两边附近的函数值异号,则x=1不是函数的极值点.

而h′(x)=2x

a
x
(2a)=
(2x+a)(x1)
x

若1≠

a
2
,则x=1和x=
a
2
都是函数的极值点,

∴1=

a
2
,即a=-2;

(3)由题意知方程x2-alnx-ax=0有唯一实数解,

设g(x)=2x

a
x
a=
2x2axa
x

令g′(x)=0,解得x1=

a
a2+8a
4
(舍),x2=
a+
a2+8a
4

当x∈(0,x2)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,

当x∈(x2,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.

∴当x=x2时,g(x)取得最小值g(x2).

则要使方程f(x)=ax有唯一实数解,只有

g′(x)=0
g(x)=0

2x22ax2a=0
x22alnx2ax2=0
,即2alnx2+ax2-a=0.

∵a>0,

∴2lnx2+x2-1=0.

设u(x)=2lnx+x-1,则x>0时,u′(x)=

2
x
+1>0,u(x)单调递增,

∴u(x)至多有一解,

又∵u(1)=0,

∴方程2alnx2+ax2-a=0的解为x2=1.

a+
a2+8a
4
=1,解得a=1.

解: 1) 函数f(x)=x^2 alnx的定义域是(0, ∞),因为a=-2 所以f(x)=x^2-2lnx f′(x)=2x-2/x。令f′(x)=0,得x=1所以当0<x<1时,有f′(x)=2x-2/x<0,故函数f(x)是在区间(0,1)上递减。 2) g(x)=f(x) (2/x)=x^2 alnx (2/x) 所以:g'(x)=2x (a/x)-(2/x^2)=(2x^3 ax-2)/x^2 因为x∈[1, ∞),所以:x^2>0 则,令h(x)=2x^3 ax-2 要满足g(x)在[1, ∞)上是单调增函数,则g'(x)在该区间上大于零, 即函数h(x)在该区间上的最小值大于零 h'(x)=6x^2 a,h''(x)=12x>0 所以,h'(x)为单调增函数 所以,h'(x)在[1, ∞)上的最小值为h'(1)=6 a 所以,6 a>0 则a>-6

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