试题与答案

已知函数f(x)=x-alnx在x=1处取得极值.(1)求实数a的值;(2)若关

题型:解答题

题目:

已知函数f(x)=x-alnx在x=1处取得极值.
(1)求实数a的值;
(2)若关于x的方程f(x)+2x=x2+b在[
1
2
,2]上恰有两个不相等的实数根,求实数b的取值范围;
(3)若∀x1∈[
1
2
,2],∃x2∈[
1
2
,2],使f(x1)≥x22+b成立,求实数b的取值范围.

答案:

(1)由数f(x)=x-alnx,所以f(x)=1-

a
x
,由题意得,f′(1)=0,所以a=1;

(2)由(1)得,f(x)=x-lnx.

f(x)+2x=x2+b⇒x-lnx=x2+b⇒x2-3x+lnx+b=0.

设g(x)=x2-3x+lnx+b,则g(x)=2x-3+

1
x
=
(2x-1)(x-1)
x

x∈(0,

1
2
)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,x∈(
1
2
,1)
时,g′(x)<0,g(x)单调递减,

x∈(1,2)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.

所以g(x)min=g(1)=b-2,g(

1
2
)=b-
5
4
-ln2,g(2)=b-2+ln2.

方程f(x)+2x=x2+b在[

1
2
,2]上恰有两个不相等的实数根,则

g(
1
2
)≥0
g(1)<0
g(2)≥0
,解得
5
4
+ln2≤b<2

(3)∀x1∈[

1
2
,2],∃x2∈[
1
2
,2],使f(x1)≥x22+b成立,等价于

x∈[

1
2
,2]时,f(x)min≥(x2+b)min

f(x)=

x-1
x
1
2
≤x<1
时f′(x)0.

所以f(x)在[

1
2
,1)上位减函数,在(1,2]上为增函数.

所以f(x)min=f(1)=1.

而y=x2+b在x∈[

1
2
,2]上的最小值为
1
4
+b

1
4
+b≤1,∴b
3
4

∴b的取值范围为(-∞,

3
4
].

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