已知函数f(x)=x 2 -ax-lnx,a∈R.(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数f(x)在[1,3]上

已知函数f(x)=x2-ax-lnx,a∈R.(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数f(x)在[1,3]上是减函数,求实数a的取值范围;(Ⅲ)令g(x)=f... 已知函数f(x)=x 2 -ax-lnx,a∈R.(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数f(x)在[1,3]上是减函数,求实数a的取值范围;(Ⅲ)令g(x)=f(x)-x 2 ,是否存在负实数a,当x∈(0,e](e是自然对数的底数)时,函数g(x)的最小值是2,若存在,求出a的值;若不存在,说明理由. 展开
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(Ⅰ)当a=1时,由f′(x)=2x-1-
1
x
=
2 x 2 -x-1
x
=
(2x+1)(x-1)
x

∵函数f(x)=x 2 +x-lnx的定义域为(0,+∞),
∴当x∈(0,1]时,f′(x)≤0,当x∈[1,+∞)时,f′(x)≥0
∴函数f(x)=x 2 +x-lnx的单调递减区间为(0,1],
单调递增区间为[1,+∞)…(4分)
(Ⅱ)若函数f(x)在[1,3]上是减函数,
则f′(x)=2x-a-
1
x
=
2 x 2 -ax-1
x
≤0在[1,3]上恒成立,
因为x>0,令 h(x)=2x 2 -ax-1,
h(1)≤0
h(3)≤0
a≥1
a≥
17
3
,得 a≥
17
3
…(8分)
(III)假设存在负实数a,使g(x)=f(x)-x 2 ,即g(x)=-ax-lnx(x∈(0,e])有最小值2,g′(x)=-a-
1
x
= -
ax+1
x
…(9分)
(1)当0<-
1
a
<e,即a<-
1
e
时,g(x)在(0,-
1
a
)上单调递减,在(
1
a
,e]上单调递增
∴g(x) min =g(-
1
a
)=1+ln(-a)=2,a=-e,满足条件.…(11分)
(2)当-
1
a
≥e,即a≥-
1
e
时,g′(x)<0,g(x)在(0,e]上单调递减,
此时g(x) min =g(e)=-ae-1=2,
∴a=-
3
e
(舍去),即f(x)无最小值.…(13分)
综上,存在负实数a=-e,使得当x∈(0,e]时,f(x)有最小值2.…(14分)
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