稿件来源:高途
| 6.2.1 导数与函数的单调性题目答案及解析如下,仅供参考!
选择性必修三
第六章 导数及其应用
6.2 利用导数研究函数的性质
6.2.1 导数与函数的单调性
已知函数$f\left(x\right)=ax^{2}-x-\ln x$,其中$a\in\bf R$.
$(1)$若$a=1$,求函数的极值
$(2)$是否存在实数$a$,使得函数$y=f\left(x\right)$在$\left(0,1\right)$内单调?若存在,求出$a$的取值范围;若不存在,请说明理由.
$(1)$ 极小值为 $0$;
$(2) $答案见解析
"]]$(1)$函数的定义域为$\left(0,+\infty \right){{f}'}(x)=2x-1-\dfrac{1}{x}=\dfrac{2{x^2}-x-1}{x}=\dfrac{(2x+1)(x-1)}{x}$ ,
当$x\in \left(0,1\right)$,${f}'\left(x\right) \lt 0$,函数单调递减,
当$x\in \left(1,+\infty \right)$,${f}'\left(x\right) \gt 0$,函数单调递增,$x=1$是函数的极小值点,函数的极小值为$f(1)=1-1-0=0$ ,
$(2)$若函数$y=f\left(x\right)$在$\left(0,1\right)$内单调递增,
则${{f}'}(x)=2ax-1-\dfrac{1}{x}≥0$在$\left(0,1\right)$恒成立.
即$a≥\dfrac{1}{2}(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{x})$在$\left(0,1\right)$恒成立.
因为$\dfrac{1}{2}(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{x})=\dfrac{1}{2}[{(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{2})^2}-\dfrac{1}{4}]∈(1,+∞)$ ,
所以使得函数$y=f\left(x\right)$在$\left(0,1\right)$内单调递增的$a$不存在,
若函数$y=f\left(x\right)$在$\left(0,1\right)$内单调递减 ,
则${{f}'}(x)=2ax-1-\dfrac{1}{x}≤0$在$\left(0,1\right)$恒成立.
即$a≤\dfrac{1}{2}(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{x})$在$\left(0,1\right)$恒成立.
因为$a\leqslant \dfrac{1}{2}(\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{x})=\dfrac{1}{2}[{(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{2})^2}-\dfrac{1}{4}]$在$\left(0,1\right)$恒成立.
所以$a\leqslant 1$时,函数$y=f\left(x\right)$在$\left(0,1\right)$内单调递减.
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