题目内容

【题目】已知a为实数,函数f(x)=aln x+x2-4x.

(1)是否存在实数a,使得f(x)在x=1处取得极值?证明你的结论;

(2)设g(x)=(a-2)x,若x0,使得f(x0)≤g(x0)成立,求实数a的取值范围.

【答案】(1)见解析;(2)

【解析】

(1)根据反证法求解,利用求得后再根据函数的单调性判断,可得结论不成立.(2)问题等价于x0,使得(x0-ln x0)a≥-2x0成立,经验证可得x0-ln x0>0,分离参数后得到x0,使得成立”,然后令求出的最小值后可得所求的范围

(1)由题意得函数f(x)的定义域为(0,+∞),

∵f(x)=aln x+x2-4x,

f′(x)=+2x-4=

假设存在实数a,使f(x)x=1处取得极值

解得a=2,

此时,f′(x)=

x>0,f′(x)≥0恒成立

∴ f(x)(0,+∞)上单调递增

∴ x=1不是f(x)的极值点.

故不存在实数a,使得f(x)x=1处取得极值.

(2)f(x0)≤g(x0),(x0-ln x0)a≥x-2x0

F(x)=x-ln x(x>0),F′(x)= (x>0),

0<x<1,F′(x)<0,F(x)单调递减;

x>1,F′(x)>0,F(x)单调递增.

∴ F(x)>F(1)=1>0,

∴ a≥

G(x)=,x∈

∴G′(x)=

∵ x∈

∴ 2-2ln x=2(1-ln x)≥0,

∴ x -2ln x+2>0,

x∈,G′(x)<0,G(x)单调递减;

x∈(1,e),G′(x)>0,G(x)单调递增

∴ G(x)min=G(1)=-1

∴ a≥G(x)min=-1

故实数a的取值范围为[-1,+∞)

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