已知函数f(x)=x(x-a)+2lnx+1(a∈R)(1)当a=5时,求函数f(x)的极值;(2)若不等式f(x)≥2-a对

2025-06-28 05:25:20
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回答1:

(1)函数的定义域为x>0,
∵f(x)=x(x-a)+2lnx+1,
f(x)=2x?a+

2
x

当a=5时,f(x)=2x?5+
2
x
=
2x2?5x+2
x

令f′(x)=0,得x1
1
2
x2=2

 x  (0,
1
2
 
1
2
 (
1
2
,2
 2  (2,+∞)
 y′  y′>0  y′=0  y′<0  y′=0  y′>0
 y 递增  极大值  递减  极小值  递增
∴函数极大值y=
?5
4
?2ln2
,极小值y=-5+2ln2.
(2)∵f(x)≥2-a,
∴x(x-a)+2lnx+1≥2-a,
∴x2+2lnx-1≥a(x-1),(*)
当x=1时,(*)对任意的a成立,
当x>1时,x2+2lnx-1≥a(x-1)等价于x2-ax+a-1≥-2lnx,
y=x2-ax+a-1和y=-lnx交于点(1,0).
y=x2-ax+a-1有两个或一个零点,
当y=x2-ax+a-1的另一个零点小于或等于1时,

由图象知(*)式恒成立.
当y=x2-ax+a-1的另一个零点大于1时,
设f(x)=x2-ax+a-1+2lnx,
f(x)=2x?a+
2
x

≥2
2x?
2
x
?a

=4-a,
当且仅当x=1时,取等号.
当4-a≥0,即a≤4时,f(x)=x2-ax+a-1+2lnx在∈[1,+∞)上是增函数,
不等式f(x)≥2-a对任意x∈[1,+∞)恒成立.
∴实数a的取值范围是{a|a≤4}.