Question

已知函数f（x）=lnx+ax2+bx（其中a，b为常数且a≠0）在x=1处取得极值．（Ⅰ）当a=1时，求f（x）的单调区

已知函数f（x）=lnx+ax2+bx（其中a，b为常数且a≠0）在x=1处取得极值．（Ⅰ）当a=1时，求f（x）的单调区间；（Ⅱ）若f（x）在闭区间[1，e]（其中e为自然对数的底数）上的最大值为1，求实数a的值．

Answer 1

（I）因为f（x）=lnx+ax²+bx所以f′（x）=

1

x

+2ax+b，…（2分）
因为函数f（x）=lnx+ax²+bx在x=1处取得极值
f′（1）=1+2a+b=0…（3分）
当a=1时，b=-3，f′（x）=

2x2?3x+1

x

，
f′（x），f（x）随x的变化情况如下表：

x	（0， 1 2 ）	1 2	（ 1 2 ，1）	1	（1，+∞）
f′（x）	+	0	-	0	+
f（x）	增	极大值	减	极小值	增

…（5分）
所以f（x）的单调递增区间为（0，

1

2

），（1，+∞）
单调递减区间为（

1

2

，1）…（6分）
（II）因为f′（x）=

(2ax?1)(x?1)

x

令f′（x）=0，x₁=1，x₂=

1

2a

…（7分）
因为f（x）在 x=1处取得极值，所以x₂=

1

2a

≠x₁=1，
当

1

2a

＜0时，f（x）在[1，e]上单调递减，
所以f（x）在区间[1，e]上的最大值为f（1），
故f（1）=1，解得a=-2…（9分）
当a＞0，x₂=

1

2a

＞0
当

1

2a

＜1时，f（x）在[1，e]上单调递增，
所以最大值1在x=e处取得，
所以f（e）=lne+ae²-（2a+1）e=1，解得a=

1

e?2

…（11分）
当1≤

1

2a

＜e时，f（x）在区间[1，

1

2a

]上单调递减，[

1

2a

，e]上单调递增，
所以最大值1可能在x=1或x=e处取得
而f（1）=ln1+a-（2a+1）＜0
所以f（e）=lne+ae²-（2a+1）e=1，
解得a=

1

e?2

，与1＜x₂=

1

2a

＜e矛盾…（12分）
当x₂=

1

2a

≥e时，f（x）在区间在[1，e]单调递减，
所以最大值1可能在x=1处取得，而f（1）=ln1+a-（2a+1）＜0，矛盾
综上所述，a=

1

e?2

或a=-2．…（13分）