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  • 已知函數(shù)f(x)=a(x2-1)-xlnx. (I)當(dāng)a=1/2時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (Ⅱ)當(dāng)x≥1時(shí),f(x)≥0,求a的取值范圍.

    已知函數(shù)f(x)=a(x2-1)-xlnx.
    (I)當(dāng)a=
    1
    2
    時(shí),求函數(shù)f(x)
    的單調(diào)區(qū)間;
    (Ⅱ)當(dāng)x≥1時(shí),f(x)≥0,求a的取值范圍.
    數(shù)學(xué)人氣:819 ℃時(shí)間:2019-09-17 05:36:47
    優(yōu)質(zhì)解答
    (Ⅰ)當(dāng)a=
    1
    2
    時(shí),f(x)=
    1
    2
    (x2?1)?xlnx
    ,所以f′(x)=x-lnx-1.
    函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,+∞).
    設(shè)g(x)=x-lnx-1,則g′(x)=1-
    1
    x

    令g′(x)=0,得x=1.
    當(dāng)x∈(0,1)時(shí),g′(x)<0,函數(shù)g(x)是減函數(shù);
    當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),g′(x)>0,函數(shù)g(x)是增函數(shù).
    函數(shù)g(x)的最小值為g(1)=0.
    所以g(x)=f′(x)≥0(僅當(dāng)x=1時(shí)取等號),f(x)在(0,+∞)是增函數(shù).
    (Ⅱ)由函數(shù)f(x)=a(x2-1)-xlnx,則f′(x)=2ax-lnx-1.
    (1)若a≥
    1
    2
    ,則由(Ⅰ)知,f′(x)=(2a-1)x+(x-lnx-1)>0,f(x)是增函數(shù),
    此時(shí)f(x)≥f(1)=0,不等式恒成立.
    (2)若0<a<
    1
    2
    ,設(shè)h(x)=2ax-lnx-1,h′(x)=2a-
    1
    x

    當(dāng)x∈(1,
    1
    2a
    )時(shí),h′(x)<0,函數(shù)h(x)是減函數(shù).
    則f′(x)=h(x)<h(1)=2a-1<0,f(x)在(1,
    1
    2a
    )是減函數(shù).
    這時(shí)f(x)<f(1)=0,不等式不成立.
    (3)若a≤0時(shí),則當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f′(x)<0,f(x)在(1,+∞)是減函數(shù),
    此時(shí)f(x)<f(1)=0,不等式不成立.
    綜上所述,a的取值范圍是[
    1
    2
    ,+∞).
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