已知函数f(x)=alnx+x2(a为实常数).(1)若a=-2,求证:函数f(x)在(1,+∞)上是增函数;(2)求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值;

发布时间:2020-07-31 22:48:11

已知函数f(x)=alnx+x2(a为实常数).
(1)若a=-2,求证:函数f(x)在(1,+∞)上是增函数;
(2)求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值;
(3)若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,求实数a的取值范围.

网友回答

解:(1)当a=-2时,f(x)=x2-2lnx,当x∈(1,+∞),,
(2),当x∈[1,e],2x2+a∈[a+2,a+2e2].
若a≥-2,f'(x)在[1,e]上非负(仅当a=-2,x=1时,f'(x)=0),故函数f(x)在[1,e]上是增函数,此时[f(x)]min=f(1)=1. 
若-2e2<a<-2,当时,f'(x)=0;
当时,f'(x)<0,此时f(x)是减函数;
?当时,f'(x)>0,此时f(x)是增函数.
故[f(x)]min==.
若a≤-2e2,f'(x)在[1,e]上非正(仅当a=-2e2,x=e时,f'(x)=0),
故函数f(x)在[1,e]上是减函数,此时[f(x)]min=f(e)=a+e2.
综上可知,当a≥-2时,f(x)的最小值为1,相应的x值为1;当-2e2<a<-2时,f(x)
的最小值为,相应的x值为;当a≤-2e2时,f(x)的最小值为a+e2,
相应的x值为e.
(3)不等式f(x)≤(a+2)x,可化为a(x-lnx)≥x2-2x.
∵x∈[1,e],∴lnx≤1≤x且等号不能同时取,所以lnx<x,即x-lnx>0,
因而(x∈[1,e])
令(x∈[1,e]),又,
当x∈[1,e]时,x-1≥0,lnx≤1,x+2-2lnx>0,
从而g'(x)≥0(仅当x=1时取等号),所以g(x)在[1,e]上为增函数,
故g(x)的最小值为g(1)=-1,所以a的取值范围是[-1,+∞).
解析分析:(1)当a=-2时故函数?在(1,+∞)上是增函数.(2),当x∈[1,e],2x2+a∈[a+2,a+2e2].若a≥-2,f'(x)在[1,e]上非负,故函数f(x)在[1,e]上是增函数.若-2e2<a<-2,当时f'(x)=0,当时,f'(x)<0,此时f(x)是减函数;?当时,f'(x)>0,此时f(x)是增函数.所以此时有最值.若a≤-2e2,f'(x)在[1,e]上非正,所以[f(x)]min=f(e)=a+e2.(3)由题意可化简得(x∈[1,e]),令(x∈[1,e]),利用导数判断其单调性求出最小值为g(1)=-1.

点评:本题主要考查利用导数研究函数的性质及研究单调性与函数的最值,还考查求参数的范围,解决此类问题的关键是分离参数后转化为恒成立问题,即求新函数的最值问题,是近年高考考查的热点.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!