已知函数f(x)=lnx+ax-a2x2(a∈R).(1)求f(x)的单调区间与极值.(2)若函数f(x)在区间(1,+∞)上是单调递减函数,求实数a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=lnx+ax-a2x2(a∈R).
(1)求f(x)的单调区间与极值.
(2)若函数f(x)在区间(1,+∞)上是单调递减函数,求实数a的取值范围.

(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)=

1
x
+a−2a2x=
2a2x2−ax−1
x
=-
(2ax+1)(ax−1)
x

①当a=0时,f(x)=lnx,在(0,+∞)上单调递增,函数无极值;
②当a>0,令f′(x)=0,得x1=−
1
2a
x2
1
a
,且x1<0<x2,当x∈(0,
1
a
)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(
1
a
,+∞)
时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
x=
1
a
时f(x)有极小值为f(
1
a
)=ln
1
a

③当a<0,令f′(x)=0,得x1=−
1
2a
x2
1
a
,且x2<0<x1,当x∈(0,
1
2a
)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(−
1
2a
,+∞)
时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x=−
1
2a
时,f(x)有极小值f(−
1
2a
)=ln(−
1
2a
)−
3
4

(2)由(1)知当a>0,时f(x)在(
1
a
,+∞
)上单调递减,∴
1
a
≤1
,得a≥1,当a<0时,f(x)在(
1
2a
,+∞
)上单调递减,∴
1
2a
≤1
,得
1
2
≤a<0

综上得:a的取值范围为[
1
2
,0)∪[1,+∞).
答案解析:(1)求出函数的导函数,对a分,a=0,a>0,a<0进行讨论,求出函数的单调区间和极值;
(2)函数f(x)在区间(1,+∞)上是单调递减函数,即(1,+∞)是f(x)单调递减区间的子集.
考试点:利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性.
知识点:本题考查了,导数的应用,求单调区间,求极值,分类讨论思想,是一道导数的综合题,属于中档题目.