Question

設(shè)函數(shù)f（x）=lnx-ax，a∈R．
（1）當(dāng)x=1時(shí)，函數(shù)f（x）取得極值，求a的值；
（2）當(dāng)a＞0時(shí)，求函數(shù)f（x）在區(qū)間[1，2]的最大值；
（3）當(dāng)a=-1時(shí)，關(guān)于x的方程2mf（x）=x²（m＞0）有唯一實(shí)數(shù)解，求實(shí)數(shù)m的值．

Answer 1

解：（1）f（x）的定義域?yàn)椋?，+∞），所以f′（x）=-a=． …（2分）
因?yàn)楫?dāng)x=1時(shí)，函數(shù)f（x）取得極值，所以f′（1）=1-a=0，所以a=1．
經(jīng)檢驗(yàn)，a=1符合題意．（不檢驗(yàn)不扣分） …（4分）
（2）f′（x）=-a=，x＞0．
令f′（x）=0得x=．因?yàn)閤∈（0，）時(shí)，f′（x）＞0，x∈（，+∞）時(shí)，f′（x）＜0，
所以f（x）在（0，）遞增，在（，+∞）遞減，…（5分）
①當(dāng)0＜≤1，即a≥1時(shí)，f（x）在（1，2）上遞減，所以x=1時(shí)，f（x）取最大值f（1）=-a；
②當(dāng)1＜＜2，即＜a＜1時(shí)，f（x）在（1，）上遞增，在（ ，2）上遞減，
所以x=時(shí)，f（x）取最大值f（）=-lna-1；
③當(dāng)≥2，即0＜a≤時(shí)，f（x）在（1，2）上遞增，所以x=2時(shí)，f（x）取最大值f（2）=ln2-2a．
綜上，①當(dāng)0＜a≤時(shí)，f（x）最大值為ln2-2a；②當(dāng)＜a＜1時(shí)，f（x）最大值為-lna-1；
③當(dāng)a≥1時(shí)，f（x）最大值為-a． …（8分）
（每種情形1分）
（3）因?yàn)榉匠?mf（x）=x²有唯一實(shí)數(shù)解，
所以x²-2mlnx-2mx=0有唯一實(shí)數(shù)解，
設(shè)g（x）=x²-2mlnx-2mx，
則g′（x）=，令g′（x）=0，x²-mx-m=0．
因?yàn)閙＞0，x＞0，所以x₁=＜0（舍去），x₂=，
當(dāng)x∈（0，x₂）時(shí)，g′（x）＜0，g（x）在（0，x₂）上單調(diào)遞減，
當(dāng)x∈（x₂，+∞）時(shí)，g′（x）＞0，g（x）在（x₂，+∞）單調(diào)遞增，
當(dāng)x=x₂時(shí)，g（x）取最小值g（x₂）． …（10分）
則
即
所以2mlnx₂+mx₂-m=0，因?yàn)閙＞0，所以2lnx₂+x₂-1=0（*），
設(shè)函數(shù)h（x）=2lnx+x-1，因?yàn)楫?dāng)x＞0時(shí)，h（x）是增函數(shù)，所以h（x）=0至多有一解．
因?yàn)閔（1）=0，所以方程（*）的解為x₂=1，即=1，
解得m=． …（12分）
分析：（1）先求函數(shù)的定義域，然后求出導(dǎo)函數(shù)，根據(jù)f（x）在x=1處取得極值，則f'（1）=0，求出a的值，然后驗(yàn)證即可；
（2）先求出a的范圍，然后利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性，①當(dāng)0＜≤1，即a≥1時(shí)，②當(dāng)1＜＜2，③當(dāng)≥2，分類討論后，研究函數(shù)的單調(diào)性，從而求出函數(shù)f（x）在區(qū)間[1，2]的最大值；
（3）研究函數(shù)是單調(diào)性得到函數(shù)的極值點(diǎn)，根據(jù)函數(shù)圖象的變化趨勢(shì)，判斷何時(shí)方程2mf（x）=x²有唯一實(shí)數(shù)解，得到m所滿足的方程，解方程求解m．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值，以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)在閉區(qū)間上的最值，是一道綜合題，有一定的難度，屬于中檔題．