题目内容

【题目】已知函数f(x)=x2+alnx.

(1)若a=﹣1,求函数f(x)的极值,并指出极大值还是极小值;

(2)若a=1,求函数f(x)在[1,e]上的最值;

(3)若a=1,求证:在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在g(x)=x3的图象下方.

【答案】(1)极小值f(1)=;(2)e2+1;(3)证明见解析

【解析】

试题分析:(1)代入a=﹣1,从而化简f(x)并求其定义域,再求导判断函数的单调性及极值即可;

(2)代入a=1,从而化简f(x)并求其定义域,再求导判断函数的单调性及求函数的最值;

(3)代入a=1,令F(x)=g(x)﹣f(x)=x3﹣x2﹣lnx,从而化在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在g(x)=x3的图象下方为F(x)>0在[1,+∞)上恒成立,再化为函数的最值问题即可.

解:(1)当a=﹣1时,f(x)=x2﹣lnx的定义域为(0,+∞),

f′(x)=x﹣=;

故f(x)在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数,

故f(x)在x=1处取得极小值f(1)=;

(2)当a=1时,f(x)=x2+lnx的定义域为(0,+∞),

f′(x)=x+>0;

故f(x)在[1,e]上是增函数,

故fmin(x)=f(1)=,fmax(x)=f(e)=e2+1;

(3)证明:令F(x)=g(x)﹣f(x)=x3﹣x2﹣lnx;

则F′(x)=2x2﹣x﹣=,

∵x∈[1,+∞),

∴F′(x)=≥0,

∴F(x)在[1,+∞)上是增函数,

故F(x)≥F(1)=﹣=>0;

故在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在g(x)=x3的图象下方.

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