已知函数f(x)=(a?12)x2+lnx(a∈R).(Ⅰ)当a=1时,?x0∈[1,e]使不等式f(x0)≤m,求实数m的取值范围

2025-05-06 08:57:15
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回答1:

(I)当a=1时,f(x)=

1
2
x2+lnx(x>0),
f′(x)=x+
1
x

可知当x∈[1,e]时f(x)为增函数,
最小值为f(1)=
1
2

要使?x0∈[1,e]使不等式f(x0)≤m,即f(x)的最小值小于等于m,
故实数m的取值范围是[
1
2
,+∞)

(2)已知函数f(x)=(a?
1
2
)x2+lnx(a∈R)

若在区间(1,+∞)上,函数f(x)的图象恒在直线y=2ax的下方,
等价于对任意x∈(1,+∞),f(x)<2ax,
(a?
1
2
)x2+lnx?2ax<0
恒成立.
g(x)=(a?
1
2
)x2+lnx?2ax(x∈(1,+∞))

即g(x)的最大值小于0.g′(x)=(x?1)(2a?1?
1
x
)

(1)当a≤
1
2
时,g′(x)=(x?1)(2a?1?
1
x
)<0

g(x)=(a?
1
2
)x2+lnx?2ax(x∈(1,+∞))
为减函数.
∴g(1)=-a-
1
2
≤0
∴a≥-
1
2

1
2
≥a≥?
1
2

(2)a≥1时,g′(x)=(x?1)(2a?1?
1
x
)>0

g(x)=(a?
1
2
)x2+lnx?2ax(x∈(1,+∞))
为增函数,
g(x)无最大值,即最大值可无穷大,故此时不满足条件.
(3)当
1
2
<a<1
时,g(x)在(1,
1
2a?1
)
上为减函数,在(
1
2a?1
,+∞)
上为增函数,
同样最大值可无穷大,不满足题意.综上.实数a的取值范围是[?
1
2
1
2
]