这道题怎么做?导数问题

如题所述

(1)由题意,y′=lnx+1-2ax
令f′(x)=lnx-2ax+1=0得lnx=2ax-1,
函数y=xlnx-ax²有两个极值点,等价于f′(x)=lnx-2ax+1有两个零点,
等价于函数y=lnx与y=2ax-1的图象有两个交点,
在同一个坐标系中作出它们的图象(如图)
对于y=lnx,假设y=lnx与y=2ax-1相切。切点为(c,lnc)
斜率k=y'=1/x,则1/c=2a→2ac=1,又lnc=2ac-1,所以lnc=0→c=1,a=1/2
所以当a=1/2时,直线y=2ax-1与y=lnx的图象相切,
由图可知,当0<a<1/2时,y=lnx与y=2ax-1的图象有两个交点.
则实数a的取值范围是(0,1/2).
故答案为:(0,1/2).


(2)f(x)=xlnx-ax²,f′(x)=lnx-2ax+1=0,有两根x1,x2
f''(x)=1/x-2a=(1-2ax)/x
因为0<a<1/2
所以当x∈(0,1/2a)时,f''(x)>0,x∈(1/2a,+∞)时,f''(x)<0
∴f'(x)在x∈(0,1/2a)上单调递增,在x∈(1/2a,+∞)上单调递减。
又因为f'(x)有两个零点x1,x2,
即f'(x1)=f'(x2)=0
所以f'(x)先递增到大于0,然后再递减到小于0,这样既满足有两个零点,又满足在x∈(0,1/2a)上单调递增,在x∈(1/2a,+∞)上单调递减。
因为x1<x2
∴当x∈(0,x1)时,f'(x)<0,当x∈(x1,x2)时,f'(x)>0,当x∈(x2,+∞)时,f'(x)<0
∴f(x)在x∈(0,x1)上单调递减,在x∈(x1,x2)上单调递增,在x∈(x2,+∞)上单调递减
而f'(1/e)=-1-2a/e+1=-2a/e<0
∴1/e∈(0,x1)
∴f(x1)<f(1/e)=-1/e-a/e²<0
所以f(x1)<0

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