题目内容
【题目】已知函数f(x)=lnx﹣a2x2+ax(a∈R).
(1)当a=1时,求函数f(x)最大值;
(2)若函数f(x)在区间(1,+∞)上是减函数,求实数a的取值范围.
【答案】
(1)解:当a=1时,f(x)=lnx﹣x2+x,其定义域是(0,+∞),
∴
令f'(x)=0,即 ,解得 或x=1.
∵x>0,∴ 舍去.
当0<x<1时,f'(x)>0;当x>1时,f'(x)<0.
∴函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减
∴当x=1时,函数f(x)取得最大值,其值为f(1)=ln1﹣12+1=0
(2)解:法一:因为f(x)=lnx﹣a2x2+ax其定义域为(0,+∞),
所以
①当a=0时, ,
∴f(x)在区间(0,+∞)上为增函数,不合题意
②当a>0时,f'(x)<0(x>0)等价于(2ax+1)(ax﹣1)>0(x>0),即 .
此时f(x)的单调递减区间为 .
依题意,得 解之得a≥1.
③当a<0时,f'(x)<0(x>0)等价于(2ax+1)(ax﹣1)>0(x>0),即
此时f(x)的单调递减区间为 ,
∴ 得
综上,实数a的取值范围是 法二:∵f(x)=lnx﹣a2x2+ax,x∈(0,+∞)
∴
由f(x)在区间(1,+∞)上是减函数,可得﹣2a2x2+ax+1≤0在区间(1,+∞)上恒成立.①当a=0时,1≤0不合题意②当a≠0时,可得 即
∴
∴
【解析】(1)把a=1代入函数,利用导数判断出函数的单调性,进而可求出函数f(x)最大值;(2)对参数a进行讨论,然后利用导数f′(x)≤0(注意函数的定义域)来解答,方法一是先解得单调减区间A,再与已知条件中的减区间(1,+∞)比较,即只需要(1,+∞)A即可解答参数的取值范围;方法二是要使函数f(x)在区间(1,+∞)上是减函数,我们可以转化为f′(x)≤0在区间(1,+∞)上恒成立的问题来求解,然后利用二次函数的单调区间于对称轴的关系来解答也可达到目标.
【考点精析】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数的相关知识点,需要掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减;求函数在上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数在内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值才能正确解答此题.