解答题已知函数?(a≥0).
(1)若x=2为f(x)的极值点,求实数a的值;
(2)若y=f(x)在[3,+∞)上不是单调函数,求实数a的取值范围;
(3)当时,方程有实根,求实数b的最大值.
网友回答
解:(1)由函数?
得:
=
=.
因为x=2为f(x)的极值点,所以f′(2)=0.
即,解得:a=0.
又当a=0时,f′(x)=x(x-2),从而x=2为f(x)的极值点成立.
(2)由函数f(x)的定义域可知,必须有2ax+1>0对x≥3恒成立,故只能a≥0,
由于,
所以,令g(x)=2ax2+(1-4a)x-(4a2+2).
则g(x)>0与g(x)<0在区间[3,+∞)上都有解,
由a≥0知,g(x)>0一定有解,又g(x)的对称轴为,
因此只要g(3)<0即说明g(x)<0在区间[3,+∞)上都有解,
由g(3)<0得,4a2-6a-1>0,解得:或.
因为a≥0,所以.
综上所述,a的取值范围是(,+∞).
(3)若a=时,方程可化为:.
问题转化为b=xlnx-x(1-x)2+x(1-x)=xlnx+x2-x3在(0,+∞)上有解,
即求函数g(x)=xlnx+x2-x3的值域.
因为g(x)=x(lnx+x-x2),令h(x)=lnx+x-x2(x>0),
则,
当0<x<1时,h′(x)>0,h(x)在(0,1)上为增函数,
当x>1时,h′(x)<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,
因此h(x)≤h(1)=0.
而x>0,故b=x?h(x)≤0,
因此,当x=1时,b取得最大值0.
所以,当时,使方程有实根的b的最大值为0.解析分析:(1)求出函数f(x)的导函数,由x=2为f(x)的极值点,所以f′(2)=0,由此列式求出实数a的值;(2)根据函数y=f(x)在[3,+∞)上不是单调函数,说明当x∈[3,+∞)时函数有意义,据此判断出a≥0,根据(1)中求出的函数的导函数,由导函数大于0和小于0在[3,+∞)上都有解既能说明y=f(x)在[3,+∞)上不是单调函数;然后由导函数大于0和小于0在[3,+∞)上都有解求出a的范围取交集;(3)把代入函数解析式,整理方程,分离出变量b,问题转化为求函数值域问题.点评:本题考查了利用导函数研究函数的极值,考查了函数的零点与方程根的关系,考查了分类讨论思想和数学转化思想,函数在给定的区间上不是单调函数,说明函数的导函数在该区间上不同号,此题有一定难度,属难题.