题目内容
【题目】设f(x)=xlnx﹣ax2+(2a﹣1)x,a∈R.
(1)令g(x)=f′(x),求g(x)的单调区间;
(2)已知f(x)在x=1处取得极大值,求实数a的取值范围.
【答案】
(1)
解:∵f(x)=xlnx﹣ax2+(2a﹣1)x,
∴g(x)=f′(x)=lnx﹣2ax+2a,x>0,
g′(x)= ﹣2a= ,
当a≤0,g′(x)>0恒成立,即可g(x)的单调增区间是(0,+∞);
当a>0,当x> 时,g′(x)<0,函数为减函数,
当0<x< ,g′(x)>0,函数为增函数,
∴当a≤0时,g(x)的单调增区间是(0,+∞);
当a>0时,g(x)的单调增区间是(0, ),单调减区间是( ,+∞)
(2)
解:∵f(x)在x=1处取得极大值,∴f′(1)=0,
①当a≤0时,f′(x)单调递增,
则当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
当x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,∴f(x)在x=1处取得极小值,不合题意,
②当0<a< 时, >1,由(1)知,f(x)在(0, )内单调递增,
当0<x<1时,f′(x)<0,当1<x< 时,f′(x)>0,
∴f(x)在(0,1)内单调递减,在(1, )内单调递增,即f(x)在x=1处取得极小值,不合题意.
③当a= 时, =1,f′(x)在(0,1)内单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
则当x>0时,f′(x)≤0,f(x)单调递减,不合题意.
④当a> 时,0< <1,
当 <x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x>1时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
∴当x=1时,f(x)取得极大值,满足条件.
综上实数a的取值范围是a> .
【解析】(1)先求出g(x)=f′(x)的解析式,然后求函数的导数g′(x),利用函数单调性和导数之间的关系即可求g(x)的单调区间;(2)分别讨论a的取值范围,根据函数极值的定义,进行验证即可得到结论.;本题主要考查导数的综合应用,考查函数的单调性,极值和导数的关系,要求熟练掌握利用导数研究函数的单调性、极值与最值、把问题等价转化等是解题的关键.综合性较强,难度较大.
【考点精析】认真审题,首先需要了解利用导数研究函数的单调性(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),还要掌握函数的极值与导数(求函数的极值的方法是:(1)如果在附近的左侧,右侧,那么是极大值(2)如果在附近的左侧,右侧,那么是极小值)的相关知识才是答题的关键.