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已知函数f(x)=ax2-4bx+2alnx(a b∈R)(I)若函数y=f(x)存在极大值和极小值 求

时间:2021-05-09 23:39:44

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已知函数f(x)=ax2-4bx+2alnx(a b∈R)(I)若函数y=f(x)存在极大值和极小值 求

问题补充:

已知函数f(x)=ax2-4bx+2alnx(a,b∈R)

(I)若函数y=f(x)存在极大值和极小值,求的取值范围;

(II)设m,n分别为f(x)的极大值和极小值,若存在实数,b∈(a,a),使得m-n=1,求a的取值范围.(e为自然对数的底)

答案:

解:(I)f′(x)=2ax-4b+=,其中x>0,

由于函数y=f(x)存在极大值和极小值,

故方程f′(x)=0有两个不等的正实数根,即2ax2-4bx+2a=0有两个不等的正实数根,记为x1,x2,显然a≠0,

所以,解得;

(II)由b∈(a,a)得a>0,且(,),

由(I)知f(x)存在极大值和极小值,

设f′(x)=0的两根为x1,x2(0<x1<x2),则f(x)在(0,x1)上递增,在(x1,x2)上递减,在(x2,+∞)上递增,

所以m=f(x1),n=f(x2),

因为x1x2=1,所以0<x1<1<x2,而且=∈(,),

由于函数y=x+在(0,1)上递减,所以,

又由于,

所以,

所以m-n=f(x1)-f(x2)

=-+4bx2-2alnx2

=+2a(lnx1-lnx2)

=-a+2aln,

令t=,则m-n=-a(t-)+2alnt,令h(t)=-(t-)+2lnt,

所以h′(t)=-1-+=-≤0,所以h(t)在上单调递减,所以e-e-1-2<h(t)<e2-e-2-4,

由m-n=ah(t)=1,知a=,所以.

解析分析:(I)由于定义域为(0,+∞)且y=f(x)存在极大值、极小值,所以f′(x)=0有两个不等的正实数根,从而可转化为二次方程根的分布问题,借助判别式、韦达定理可得不等式组,由此可得的取值范围;(II)由b∈(a,a)得a>0,且(,),由(I)知f(x)存在极大值和极小值,设f′(x)=0的两根为x1,x2(0<x1<x2),则f(x)在(0,x1)上递增,在(x1,x2)上递减,在(x2,+∞)上递增,所以m=f(x1),n=f(x2),根据x1x2=1可把m-n表示为关于x1,a的表达式,且表达式为1,借助x1范围可得a的范围;

点评:本题考查利用导数研究函数的极值及函数的单调性,考查学生综合运用知识分析问题解决问题的能力,本题综合性强、计算量大,能力要求高.

已知函数f(x)=ax2-4bx+2alnx(a b∈R)(I)若函数y=f(x)存在极大值和极小值 求的取值范围;(II)设m n分别为f(x)的极大值和极小值 若

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