已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R)(1)当a=12时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;(2)如果函数
已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R)(1)当a=12时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D...
已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R)(1)当a=12时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D上,满足f1(x)<g(x)<f2(x),那么就称g(x)为f1(x),f2(x)的“活动函数”.已知函数f1(x)=(a-12)x2+2ax+(1-a2)lnx,f2(x)=12x2+2ax.①若在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,求a的取值范围;②当a=23时,求证:在区间(1,+∞)上,函数f1(x),f2(x)的“活动函数”有无穷多个.
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(1)当a=
时,f(x)=
x2+lnx,f′(x)=x+
=
;
对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,
∴fmax(x)=f(e)=1+
,fmin(x)=f( 1 )=
.
(2)①在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)
令p(x)=f(x)?f2(x)=(a?
)x2?2ax+lnx<0,对x∈(1,+∞)恒成立,
且h(x)=f1(x)-f(x)=?
x2+2ax?a2lnx<0对x∈(1,+∞)恒成立,
∵p′(x)=(2a?1)x?2a+
=
=
1)若a>
,令p′(x)=0,得极值点x1=1,x2=
,
当x2>x1=1,即
<a<1时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,
此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;
当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;
2)若a≤
,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,
从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;
要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足p(1)=?a?
≤0?a≥?
,
所以?
≤a≤
.
又因为h′(x)=-x+2a-
=
=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
x |
x2+1 |
x |
对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,
∴fmax(x)=f(e)=1+
e2 |
2 |
1 |
2 |
(2)①在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)
令p(x)=f(x)?f2(x)=(a?
1 |
2 |
且h(x)=f1(x)-f(x)=?
1 |
2 |
∵p′(x)=(2a?1)x?2a+
1 |
x |
(2a?1)x2?2ax+1 |
x |
(x?1)[(2a?1)x?1] |
x |
1)若a>
1 |
2 |
1 |
2a?1 |
当x2>x1=1,即
1 |
2 |
此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;
当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;
2)若a≤
1 |
2 |
从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;
要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足p(1)=?a?
1 |
2 |
1 |
2 |
所以?
1 |
2 |
1 |
2 |
又因为h′(x)=-x+2a-
a2 |
x |
?x2+2ax?a2 |
x |
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