已知函数f(x)=lnx-ax(a∈R).(1)求函数f(x)的极值点和极值;(2)当a>0时,求函数f(x)在[1,2
已知函数f(x)=lnx-ax(a∈R).(1)求函数f(x)的极值点和极值;(2)当a>0时,求函数f(x)在[1,2]上的最小值.(3)当a=34时,是否同时存在实数...
已知函数f(x)=lnx-ax(a∈R).(1)求函数f(x)的极值点和极值;(2)当a>0时,求函数f(x)在[1,2]上的最小值.(3)当a=34时,是否同时存在实数m和M(m<M),使得对每一个t∈[m,M],直线y=t与曲线y=f(x),x∈[1,2]都有公共点?若存在,求出最小的实数m和最大的实数M;若不存在,说明理由.
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(1)∵f′(x)=
-a=
(x>0),
∴当a≤0时,f′(x)=
>0,即函数f(x)的增区间为(0,+∞),此时f(x)无极值点;
当a>0时,令f′(x)=
=0得,x=
>0.列表如下:
由上表知:函数f(x)的极值点为x=
,且在该极值点处有极大值为f(
)=-lna-1.…(4分)
(2)由(1)知:当a>0时,函数f(x)的增区间为(0,
),减区间为(
,+∞).
①若
≤1即a≥1时,函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,所以(f(x))min=f(2)=ln2-2a,;
②若
≥2,即0<a≤
时,函数f(x)在区间[1,2]上为增函数,所以(f(x))min=f(1)=-a,;
③若1<
<2,即
<a<1时,函数f(x)在区间(1,
)上为增函数,在区间(
,2)为减函数,
又f(2)-f(1)=ln2-a,所以,当
<a<ln2时,(f(x))min=f(1)=-a,;
当ln2≤a<1时,(f(x))min=f(2)=ln2-2a,
综上可知:当0<a<ln2时,(f(x))min=f(1)=-a,;
当a≥ln2时,(f(x))min=f(2)=ln2-2a,
(3)当a=
时,由(2)知函数f(x)在区间(1,
)上为增函数,在区间(
,2)为减函数,
所以(f(x))min=f(
)=ln
1 |
x |
1?ax |
x |
∴当a≤0时,f′(x)=
1?ax |
x |
当a>0时,令f′(x)=
1?ax |
x |
1 |
a |
x | (0,
|
| (
| ||||||
f′(x) | + | 0 | - | ||||||
f(x) | 单调增 | 极大值 | 单调减 |
1 |
a |
1 |
a |
(2)由(1)知:当a>0时,函数f(x)的增区间为(0,
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a |
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a |
①若
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a |
②若
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a |
1 |
2 |
③若1<
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a |
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a |
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a |
又f(2)-f(1)=ln2-a,所以,当
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当ln2≤a<1时,(f(x))min=f(2)=ln2-2a,
综上可知:当0<a<ln2时,(f(x))min=f(1)=-a,;
当a≥ln2时,(f(x))min=f(2)=ln2-2a,
(3)当a=
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所以(f(x))min=f(
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