已知函数f(x)=lnx+ax2+bx(其中a,b)为常数且a≠0)在x=1处取得极值.
(I)?当a=1时,求f(x)的单调区间;
(II)?若f(x)在(0,e]上的最大值为1,求a的值.
网友回答
解:(I)因为f(x)=lnx+ax2+bx所以f′(x)=+2ax+b,…(2分)
因为函数f(x)=lnx+ax2+bx在x=1处取得极值
f′(1)=1+2a+b=0…(3分)
当a=1时,b=-3,f′(x)=,
f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:
x(0,)(,1)1(1,+∞)f′(x)+0-0+f(x)增?极大值减?极小值增…(5分)
所以f(x)的单调递增区间为(0,),(1,+∞)
单调递减区间为(,1)…(6分)
(II)因为f′(x)=
令f′(x)=0,x1=1,x2=…(7分)
因为f(x)在?x=1处取得极值,所以x2=≠x1=1,
当<0时,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,e]上单调递减
所以f(x)在区间(0,e]上的最大值为f(1),
令f(1)=1,解得a=-2…(9分)
当a>0,x2=>0
当<1时,f(x)在(0,)上单调递增,(,1)上单调递减,(1,e)上单调递增
所以最大值1可能在x=或x=e处取得
而f()=ln+a()2-(2a+1)=ln-<0
所以f(e)=lne+ae2-(2a+1)e=1,解得a=…(11分)
当1≤<e时,f(x)在区间(0,1)上单调递增,(1,)上单调递减,(,e)上单调递增
所以最大值1可能在x=1或x=e处取得
而f(1)=ln1+a-(2a+1)<0
所以f(e)=lne+ae2-(2a+1)e=1,
解得a=,与1<x2=<e矛盾…(12分)
当x2=≥e时,f(X)在区间(0,1)上单调递增,在(1,e)单调递减,
所以最大值1可能在x=1处取得,而f(1)=ln1+a-(2a+1)<0,矛盾
综上所述,a=或a=-2.…(13分)
解析分析:(I)由函数的解析式,可求出函数导函数的解析式,进而根据x=1是f(x)的一个极值点f′(1)=0,可构造关于a,b的方程,根据a=1求出b值;可得函数导函数的解析式,分析导函数值大于0和小于0时,x的范围,可得函数f(x)的单调区间;(II)对函数求导,写出函数的导函数等于0的x的值,列表表示出在各个区间上的导函数和函数的情况,做出极值,把极值同端点处的值进行比较得到最大值,最后利用条件建立关于a的方程求得结果.
点评:本题考查的知识点是利用导数研究函数的极值,利用导数研究函数的单调性,以及利用导数研究函数在闭区间上的最值,其中根据已知条件确定a,b值,得到函数导函数的解析式并对其符号进行分析,是解答的关键.属于中档题.