函数f(x)的单调增区间为(0,a)和(1,+∞),单调减区间为(a,1), 11
所以f(x)极大值=f(a)=-a2-a+aln a<0,f(x)极小值=f(1)=--a<0,
22注意到f(2a+2)=aln(2a+2)>0, 所以函数f(x)有唯一零点.
②当a=1时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,
3
又注意到f(1)=-<0,f(4)=ln 4>0,所以函数f(x)有唯一零点.
2
③当a>1时,函数f(x)的单调增区间为(0,1)和(a,+∞),单调减区间为(1,a), 11
所以f(x)极大值=f(1)=--a<0,f(x)极小值=f(a)=-a2-a+aln a<0,
22注意到f(2a+2)=aln(2a+2)>0,
.
.
所以函数f(x)有唯一零点,综上,函数f(x)有唯一零点. 12.已知函数f(x)=ln x+x2-ax(a∈R). (1)当a=3时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)有两个极值点x3
1,x2,且x1∈(0,1],证明f(x1)-f(x2)≥-4+ln 2.
解:f′(x)=1
2x2-ax+1x+2x-a=x(x>0). =3时,f′(x)=2x2(1)当a-3x+1x. 令f′(x)=0,得x=1
2
或x=1.
所以当01时,f′(x)>0;当1
2
所以函数f(x)的单调递增区间为??0,12??和(1,+∞),单调递减区间为?1
?2,1??. (2)证明:由于f(x)有两个极值点x1,x2,则2x2-ax+1=0有两个不相等的实根,所以x+xa11
12=2,x1·x2=2,即2(x1+x2)=a,x2=2x,
1
所以f(x1)-f(x2)=ln x1+x21-ax1-ln x2-x2
2+ax2
=ln x1-ln
12x+a
12(x1
-x2)-a(x1-x2) =2ln x1
1-x21+
4x2+ln 2(01≤1), 设F(x)=2ln x-x2+
1
4x2+ln 2(0?2x2-1?2x-2x-2x3=-2x3<0,
所以F(x)在(0,1]上单调递减, 所以F(x)≥F(1)=-3
4+ln 2,
即f(xx3
1)-f(2)≥-4
+ln 2.
1.若函数f(x)=x3+ax2+bx的图象与x轴相切于点(c,0),且f(x)有极大值4,则c=( A.-3 B.-1 C.1
D.3
解析:选D 求出导数f′(x)=3x2+2ax+b, 由f′(x)=0可得x=-a±a2-3b3
,
.
) .
-a-a2-3b??-a+a2-3b??所以函数f(x)在?-∞,?,?-,+∞?上是增函数,
33????
?-a-a2-3b-a+a2-3b?
在??上是减函数, ,
33??-a+a2-3b
易知c≠0,且=c,
3
因为函数f(x)=x3+ax2+bx的图象与x轴相切于点(c,0),
2
??f′?c?=3c+2ac+b=0,所以? 32
?f?c?=c+ac+bc=0,?
a
解得c=-,所以a2=4b,
2-a-a2-3b
则有x==3-a-
当a>0时,
3-a-
当a<0时,
3
a24a24-a-
3
a24
,
a
=-=c,不符合题意;
2a
=-6
又因为f(x)有极大值4,
aaaaa
-?=?-?3+a×?-?2+×?-?=4, 所以f??6??6??6?4?6?解得a=-6,则c=3.
1
2.已知函数f(x)=x2+(1-m)x+ln x.
2
(1)若函数f(x)存在单调递减区间,求实数m的取值范围;
7
(2)设x1,x2(x121
解:(1)因为f(x)=x2+(1-m)x+ln x,
2
2
1x+?1-m?x+1
所以f′(x)=x+1-m+=. xx
2
又因为f′(x)<0在(0,+∞)上有解, 令g(x)=x2+(1-m)x+1,因为g(0)=1>0, m-1??>0,
只需?2
??Δ=?1-m?2-4>0,
??m>1,解得?即m>3.
?m>3或m<-1,?
.
.
所以实数m的取值范围为(3,+∞). x2+?1-m?x+1
(2)f′(x)=, x
令f′(x)=0,即x2+(1-m)x+1=0,
?x1+x2=m-1,?由题知,两根分别为x1,x2,则?
??x1x2=1,
112
又因为f(x1)-f(x2)=x2+(1-m)x+ln x-x-(1-m)x2-ln x2 11
2122x112x112222
=(x2-x)+(1-m)(x-x)+ln =(x-x)-(x-x)+ln 12212
212x221x2
22
x1122x11?x1-x2?x11x1x2?
-. =ln -(x1-x2)=ln -=ln -?x22x22?x1x2?x22?x2x1?
x1令=t,由于x1725
又因为m≥,(x1+x2)2=(m-1)2≥,
24?x1+x2?2x1x2125
即=+2+,即t+2+t≥,
x1x2x2x1411所以4t2-17t+4≥0,解得t≥4或t≤,即0t-??022
1112t-t-1-?t-1?
则h′(t)=t--2==<0,
22t2t22t21
0,?上单调递减, 所以h(t)在??4?
1?11?1?15
-4=-2ln 2+. h(t)min=h?=ln -?4?42?4?8所以f(x1)-f(x2)的最小值为-2ln 2+
15
. 8
.