已知函数f(x)=x(lnx-ax)有两个极值点x1、x2,(x1<x2)(Ⅰ)求实数a的取值范围;(Ⅱ)求证:f(x1

2025-05-23 06:06:39
推荐回答(1个)
回答1:

(1)f(x)=xlnx-ax2(x>0),f′(x)=lnx+1-2ax.
令g(x)=lnx+1-2ax,
∵函数f(x)=x(lnx-ax)有两个极值点,则g(x)=0在区间(0,+∞)上有两个实数根.
g′(x)=

1
x
-2a=
1?2ax
x

当a≤0时,g′(x)>0,则函数g(x)在区间(0,+∞)单调递增,因此g(x)=0在区间(0,+∞)上不可能有两个实数根,应舍去.
当a>0时,令g′(x)=0,解得x=
1
2a

令g′(x)>0,解得0<x<
1
2a
,此时函数g(x)单调递增;
令g′(x)<0,解得x>
1
2a
,此时函数g(x)单调递减.
∴当x=
1
2a
时,函数g(x)取得极大值.
当x趋近于0与x趋近于+∞时,g(x)→-∞,
要使g(x)=0在区间(0,+∞)上有两个实数根,则g(
1
2a
)=
1
ln2a
>0,解得0<a<
1
2

∴实数a的取值范围是(0,
1
2
).
(2)由(1)得0<x1
1
2a
<x2,f′(x1)=lnx1+1-2ax1=0,f′(x2)=lnx2+1-2ax2=0.
且f(x1)=x1(lnx1-ax1)=x1(2ax1-1-ax1)=x1(ax1-1)<x1(-ax1)=-a
x
<0,
f(x2)=x2(lnx2-ax2)=x2(ax2-1)>1×(a×
1
2a
-1)=-
1
2