解答题已知函数f(x)=lnx+a(x2-x)(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调

发布时间:2020-07-09 10:06:16

解答题已知函数f(x)=lnx+a(x2-x)
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间和极值;
(2)若f(x)存在单调递减区间,求实数a的取值范围.
(3)比较lnn与n2-n(n∈N*)的大小,并证明你的结论.

网友回答

解:(1)当a=-1,f(x)=lnx-x2+x,x>0,
f′(x)=-2x+1,
令f′(x)=0,得-2x+1=0,
∴2x2-x-1=0,
(2x+1)(x-1)=0,
x=1或x=-(舍),
列表讨论:
?x?(0,1)?1(1,+∞)??f′(x)+?0-?f(x)↑?极大值↓∴函数f(x)的单调增区间是(0,1);函数f(x)的单调减区间是(1,+∞).
函数不存在极小值,当x=1时取得极大值,
极大值为f(1)=ln1-1+1=0.
(2)∵f(x)=lnx+a(x2-x)的定义域为(0,+∞),且f(x)存在单调递减区间,
∴=≤0在(0,+∞)有解,
即2ax2-ax+1≤0在(0,+∞)有解,
∴,
解得a≥8,或a<0.
故实数a的取值范围{a|a≥8,或a<0}.
(3)lnn≤n2-n,(n∈N*).
证明:由(1)知,n∈N*时,f(n)=lnn-n2+n是减函数,
且最大值为f(1)=ln1-1+1=0,
∴f(n)=lnn-n2+n≤0,
∴lnn≤n2-n,(n∈N*).解析分析:(1)当a=-1,f(x)=lnx-x2+x,x>0,故f′(x)=-2x+1,令f′(x)=0,得x=1或x=-(舍),列表讨论,能求出函数f(x)的单调区间和极值.(2)由f(x)=lnx+a(x2-x)的定义域为(0,+∞),且f(x)存在单调递减区间,知=≤0在(0,+∞)有解,即2ax2-ax+1≤0在(0,+∞)有解,由此能求出实数a的取值范围.(3)由(1)知,n∈N*时,f(n)=lnn-n2+n是减函数,且最大值为f(1)=ln1-1+1=0,故f(n)=lnn-n2+n≤0,由此能比较lnn与n2-n,(n∈N*)的大小.点评:本题考查函数的单调区间、极值的求法,判断实数的取值范围,比较大小.综合性强,难度大.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.
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