已知函数f(x)=ax2-2x+lnx.(Ⅰ)若f(x)无极值点,但其导函数f'(x)有零点,求a的值;(Ⅱ)若f(x)有两个极值点,求a的取值范围,并证明f(x)的极小值小于-32.-数学

题目简介

已知函数f(x)=ax2-2x+lnx.(Ⅰ)若f(x)无极值点,但其导函数f'(x)有零点,求a的值;(Ⅱ)若f(x)有两个极值点,求a的取值范围,并证明f(x)的极小值小于-32.-数学

题目详情

已知函数f(x)=ax2-2x+lnx.
(Ⅰ)若f(x)无极值点,但其导函数f'(x)有零点,求a的值;
(Ⅱ)若f(x)有两个极值点,求a的取值范围,并证明f(x)的极小值小于-
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题型:解答题难度:中档来源:东莞二模

答案

解 (Ⅰ)首先,x>0f/(x)=2ax-2+class="stub"1
x
=
2ax2-2x+1
x

f′(x)有零点而f(x)无极值点,表明该零点左右f′(x)同号,故a≠0,且2ax2-2x+1=0的△=0.由此可得a=class="stub"1
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(Ⅱ)由题意,2ax2-2x+1=0有两不同的正根,故△>0,a>0.
解得:0<a<class="stub"1
2

设2ax2-2x+1=0的两根为x1,x2,不妨设x1<x2,
因为在区间(0,x1),(x2,+∞)上,f′(x)>0,
而在区间(x1,x2)上,f′(x)<0,故x2是f(x)的极小值点.
因f(x)在区间(x1,x2)上f(x)是减函数,如能证明f(
x1+x2
2
)<-class="stub"3
2
,则更有f(x2)<-class="stub"3
2

由韦达定理,
x1+x2
2
=class="stub"1
2a
f(class="stub"1
2a
)=a(class="stub"1
2a
)2-2(class="stub"1
2a
)+lnclass="stub"1
2a
=lnclass="stub"1
2a
-class="stub"3
2
•class="stub"1
2a

class="stub"1
2a
=t
,其中设g(t)=lnt-class="stub"3
2
t+class="stub"3
2

利用导数容易证明g(t)当t>1时单调递减,而g(1)=0,
∴g(t)=lnt-class="stub"3
2
t+class="stub"3
2
<0,
因此f(class="stub"1
2a
)<-class="stub"3
2

从而有f(x)的极小值f(x2)<-class="stub"3
2

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