设函数f(x)=1?a2x2+ax?lnx(a∈R).(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的极值;(Ⅱ)当a>1时,讨论函数f(x)
设函数f(x)=1?a2x2+ax?lnx(a∈R).(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的极值;(Ⅱ)当a>1时,讨论函数f(x)的单调性.(Ⅲ)若对任意a∈(3,4)及任...
设函数f(x)=1?a2x2+ax?lnx(a∈R).(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的极值;(Ⅱ)当a>1时,讨论函数f(x)的单调性.(Ⅲ)若对任意a∈(3,4)及任意x1,x2∈[1,2],恒有(a2?1)2m+ln2>|f(x1)?f(x2)|成立,求实数m的取值范围.
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(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞)
当a=1时,f(x)=x-lnx,则f′(x)=
令f′(x)>0,可得x<0或x>1,∵x>0,∴x>1;
令f′(x)<0,可得0<x<1,∵x>0,∴0<x<1;
∴x=1时,函数f(x)取得极小值为1;
(Ⅱ)f′(x)=
当
=1,即a=2时,f′(x)=?
≤0,f(x)在(0,+∞)上是减函数;
当
<1,即a>2时,令f′(x)<0,得0<x<
或x>1;令f′(x)>0,得
<x<1
当
>1,即1<a<2时,令f′(x)<0,得0<x<1或x>
;令f′(x)>0,得1<x<
综上,当a=2时,f(x)在定义域上是减函数;
当a>2时,f(x)在(0,
)和(1,+∞)上单调递减,在(
,1)上单调递增;
当1<a<2时,f(x)在(0,1)和(
,+∞)上单调递减,在(1,
)上单调递增;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当a∈(3,4)时,f(x)在[1,2]上单调递减
∴当x=1时,f(x)有最大值,当x=2时,f(x)有最小值
∴|f(x1)?f(x2)|≤f(1)?f(2)=
?
+ln2
∴对任意a∈(3,4),恒有
m+ln2>
?
+ln2
∴m>
构造函数g(a)=
,则g′(a)=
∵a∈(3,4),∴g′(a)=
当a=1时,f(x)=x-lnx,则f′(x)=
x?1 |
x |
令f′(x)>0,可得x<0或x>1,∵x>0,∴x>1;
令f′(x)<0,可得0<x<1,∵x>0,∴0<x<1;
∴x=1时,函数f(x)取得极小值为1;
(Ⅱ)f′(x)=
(1?a)(x?
| ||
x |
当
1 |
a?1 |
(x?1)2 |
x |
当
1 |
a?1 |
1 |
a?1 |
1 |
a?1 |
当
1 |
a?1 |
1 |
a?1 |
1 |
a?1 |
综上,当a=2时,f(x)在定义域上是减函数;
当a>2时,f(x)在(0,
1 |
a?1 |
1 |
a?1 |
当1<a<2时,f(x)在(0,1)和(
1 |
a?1 |
1 |
a?1 |
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当a∈(3,4)时,f(x)在[1,2]上单调递减
∴当x=1时,f(x)有最大值,当x=2时,f(x)有最小值
∴|f(x1)?f(x2)|≤f(1)?f(2)=
a |
2 |
3 |
2 |
∴对任意a∈(3,4),恒有
(a2?1) |
2 |
a |
2 |
3 |
2 |
∴m>
a?3 |
a2?1 |
构造函数g(a)=
a?3 |
a2?1 |
?(a?3)2+8 |
(a2?1)2 |
∵a∈(3,4),∴g′(a)=