Question

3．設(shè)函數(shù)$f（x）=\frac{1}{2}{x^2}-（{a-1}）x-alnx$．
（Ⅰ）討論函數(shù)f（x）的單調(diào)性；
（Ⅱ）已知函數(shù)f（x）有極值m，求證：m＜1．
（已知ln0.5≈-0.69，ln0.6≈-0.51）

Answer 1

分析 （Ⅰ）求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，通過(guò)討論a的范圍，求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可；
（Ⅱ）求出$m=f（a）=-\frac{1}{2}{a^2}+a-alna$，根據(jù)f'（a）=-a-lnaf'（a）=0有唯一根a₀，得到a₀∈（0.5，0.6），代入判斷即可．

解答 解：（I）$f'（x）=x-（a-1）-\frac{a}{x}=\frac{{{x^2}-（a-1）x-a}}{x}（x＞0）$$f'（x）=\frac{（x+1）（x-a）}{x}$．
當(dāng)a≤0時(shí)，f'（x）＞0恒成立，所以f（x）在（0，+∞）上單調(diào)遞增．
當(dāng)a＞0時(shí)，解f'（x）＞0得x＞a，解f'（x）＜0得0＜x＜a．
所以f（x）在（0，a）上單調(diào)遞減，在（a，+∞）上單調(diào)遞增．
綜上，當(dāng)a≤0時(shí)，f（x）在（0，+∞）上單調(diào)遞增．
當(dāng)a＞0時(shí)，f（x）在（0，a）上單調(diào)遞減，在（a，+∞）上單調(diào)遞增．
（II）由（I）知a＞0且$m=f（a）=-\frac{1}{2}{a^2}+a-alna$，
f'（a）=-a-lna，f'（a）=0有唯一根a₀，
∵ln0.5＜-0.5，ln0.6＞-0.6，∴a₀∈（0.5，0.6）．
且f（a）在（0，a₀）上遞增，在（a₀，+∞）遞減，
所以m=f（a）≤f（a₀）=-$\frac{1}{2}$${{a}_{0}}^{2}$+a₀-a₀lna₀=$\frac{1}{2}$${{a}_{0}}^{2}$+a₀＜$\frac{1}{2}$×0.36+0.6=0.78＜1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題，考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及不等式的證明，考查分類討論思想，轉(zhuǎn)化思想，是一道中檔題．