题目内容


已知函数f(x)=ax2-ln x,x∈(0,e],其中e是自然对数的底数,a∈R.

(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间与极值;

(2)是否存在实数a,使f(x)的最小值是3?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.


解析: (1)∵f(x)=x2-ln x,f′(x)=2x-=,x∈(0,e],

令f′(x)>0,得<x<e,

f′(x)<0,得0<x<,

∴f(x)的单调增区间是,单调减区间为.

∴f(x)的极小值为f=-ln=+ln 2.无极大值.

(2)假设存在实数a,使f(x)=ax2-ln x,x∈(0,e]有最小值3,

f′(x)=2ax-=.

①当a≤0时,x∈(0,e],所以f′(x)<0,所以f(x)在(0,e]上单调递减,

∴f(x)min=f(e)=ae2-1=3,

a=(舍去).

②当a>0时,令f′(x)=0,得x= ,

(ⅰ)当0< <e,即a>时,

f(x)在上单调递减,

在上单调递增,

∴f(x)min=f

=-ln=3,得a=.

(ⅱ)当≥e,即0<a≤时,x∈(0,e]时,f′(x)<0,

所以f(x)在(0,e]上单调递减,

∴f(x)min=f(e)=ae2-1=3,

a=(舍去),此时f(x)无最小值.

综上,存在实数a=,使得当x∈(0,e]时,f(x)有最小值3.

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