已知函数f(x)=-x2+ax-lnx(a∈R).
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解题思路:(1)把a=3代入到f(x)中,求出导函数=0时x的值为1得到函数的最大值为f(1),然后判断f([1/2])和f(2)谁小谁为最小值即可;

(2)求出f′(x)=a-(2x+[1/x]),然后令g(x)=2x+[1/x],利用g′(x)讨论得到x∈

(

1

2

,2)

时,g(x)的最大和最小值得到g(x)的值域,要使f(x)在

(

1

2

,2)

单调,即要a大于最大值或a小于最小值即可得到a的范围;

(3))若f(x)既有极大值又有极小值,首先必须f'(x)=0有两个不同正根,即2x2-ax+1=0有两个不同正根,即可得到根的判别式大于0且两根之和大于0,求出a的范围得到必要性;然后证明充分性:由a的范围得到f'(x)=0有两个不等的正根,讨论导函数的正负即可得到函数既有极大值又有极小值.所以得到函数既有极大值又有极小值的充分必要条件.

(1)a=3时,f′(x)=−2x+3−

1

x=−

2x2−3x+1

x=−

(2x−1)(x−1)

x,

函数f(x)在区间(

1

2,2)仅有极大值点x=1,故这个极大值点也是最大值点,

故函数在[

1

2,2]最大值是f(1)=2,

又f(2)−f(

1

2)=(2−ln2)−(

5

4+ln2)=

3

4−2ln2<0,故f(2)<f(

1

2),

故函数在[

1

2,2]上的最小值为f(2)=2-ln2.

(2)f′(x)=−2x+a−

1

x,令g(x)=2x+

1

x,则g′(x)=2−

1

x2,

则函数在(

1

2,

2

2)递减,在(

2

2,2)递增,由g(

1

2)=3,g(2)=

9

2,g(

2

2)=2

2,

故函数g(x)在(

1

2,2)的值域为[2

2,

9

2).

若f'(x)≤0在(

1

2,2)恒成立,即a≤2x+

1

x在(

1

2,2)恒成立,只要a≤2

2,

若要f'(x)≥0在(

1

2,2)恒成立,即a≥2x+

1

x在(

1

2,2)恒成立,

只要a≥

9

2.即a的取值范围是(-∞,2

2]∪[[9/2],+∞).

(3)若f(x)既有极大值又有极小值,则首先必须f'(x)=0有两个不同正根x1,x2,即2x2-ax+1=0有两个不同正根.

故a应满足

△>0

a

2>0⇒

a2−8>0

a>0⇒a>2

2,

∴当a>2

2时,f'(x)=0有两个不等的正根,不妨设x1<x2

由f'(x)=−

1

x(2x2−ax+1)=−

2

x(x-x1)(x-x2)知:

0<x<x1时f'(x)<0;x1<x<x2时f'(x)>0;x>x2时f'(x)<0,

∴当a>2

2时f(x)既有极大值f(x2)又有极小值f(x1).

反之,当a>2

2时,2x2-ax+1=0有两个不相等的正根,

故函数f(x)既有极大值又有极小值的充要条件a>2

2.

点评:

本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件.

考点点评: 考查学生会利用导数求闭区间上函数的最值,会利用导数研究函数的单调性,掌握充分必要条件的证明方法.会求函数在某点取极值的条件.此题是一道中档题.