Math521_刘雷

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已知函数\(f(x)=x{\ln}x+\dfrac{1}{2}ax^3-ax^2\),\(a\in\mathbb{R}\).
\((1)\)\(a=0\)时,求\(f(x)\)的单调区间;
\((2)\) 若函数\(g(x)=\dfrac{f(x)}{x}\)存在两个极值点\(x_1,x_2\),求\(g(x_1)+g(x_2)\)的取值范围.
解析:
\((1)\)\(a=0\)时,对\(f(x)\)求导可得$$f'(x)=1+{\ln}x,x>0.$$
此时\(f(x)\)\(\left(0,\dfrac{1}{\mathrm{e}}\right)\)单调递减,在\(\left[\dfrac{1}{\mathrm{e}},+\infty \right)\)单调递增.
\((2)\) 由题$$
g(x)={\ln}x+\dfrac{1}{2}ax^2-ax,x>0.$$对\(g(x)\)求导可得$$
g'(x)=\dfrac{1}{x}+ax-a=\dfrac{ax^2-ax+1}{x},x>0.$$
若要使得\(g'(x)\)\((0,+\infty)\)有两个变号零点,需且仅需\(g'\left(\dfrac{1}{2}\right)<0\),即\(a>4\).根据韦达定理可得$$
x_1+x_2=\dfrac{1}{2},x_1x_2=\dfrac{1}{a}.$$
所以$$
\begin{split}
&g(x_1)+g(x_2)\
=&{\ln}(x_1x_2)+\dfrac{1}{2}a\cdot\left(x_12+x_22\right)-a\left(x_1+x_2\right)\
=&{\ln}(x_1x_2)+\dfrac{1}{2}a\cdot\left[\left(x_1+x_2\right)^2-2x_1x_2\right]-a\left(x_1+x_2\right)\
=&-{\ln}a+\dfrac{1}{2}a\cdot\left(\dfrac{1}{4}-\dfrac{2}{a}\right)-\dfrac{a}{2}\
=&-{\ln}a-\dfrac{3}{8}a-1.
\end{split}$$
显然,上述表达式是关于\(a\)的单调递减函数,其中\(a>4\).因此所求表达式的取值范围为\(\left(-\infty,-2{\ln}2-\dfrac{5}{2}\right)\).

posted on 2019-11-03 13:24  Math521_刘雷  阅读(128)  评论(0编辑  收藏  举报