设函数f（x）=lnx+ax2-（3a+1）x+（2a+1），其中a∈R．（Ⅰ）如果x=1是函数f（x）的一个极值点，求实数a的值及f（x）的最大值；（Ⅱ）求实数a的值，使得函数f（x）同时具备如下的两个性质：①对于任-数学试题及答案

1、试题题目：设函数f（x）=lnx+ax2-（3a+1）x+（2a+1），其中a∈R．（Ⅰ）如果x=1是函数f..

发布人：繁体字网（www.fantiz5.com）发布时间：2015-12-14 07:30:00

试题原文

设函数f（x）=lnx+ax²-（3a+1）x+（2a+1），其中a∈R．
（Ⅰ）如果x=1是函数f（x）的一个极值点，求实数a的值及f（x）的最大值；
（Ⅱ）求实数a的值，使得函数f（x）同时具备如下的两个性质：
①对于任意实数x₁，x₂∈（0，1）且x₁≠x₂，

f(x1)+f(x2)

2

＜f(

x1+x2

2

)恒成立；
②对于任意实数x₁，x₂∈（1，+∞）且x₁≠x₂，

f(x1)+f(x2)

2

＞f(

x1+x2

2

)恒成立．

试题来源：宁波二模试题题型：解答题试题难度：中档适用学段：高中考察重点：函数的极值与导数的关系

2、试题答案：该试题的参考答案和解析内容如下：

（Ⅰ）函数f（x）的定义域是（0，+∞），f′(x)=

1

x

+2ax-(3a+1)，
依题意，f'（1）=1+2a-（3a+1）=0，解得a=0．
此时，f（x）=lnx-x+1，f′(x)=

1

x

-1=

1-x

x

．
因为x∈（0，+∞），令f'（x）＞0，可得x∈（0，1）；令f'（x）＜0，可得x∈（1，+∞）．
所以，函数f（x）在（0，1）上单调递增，在（1，+∞）上单调递减．
因此，当x=1时，f（x）取得最大值f（1）=0．
（Ⅱ）令F(x1，x2)=

f(x1)+f(x2)

2

-f(

x1+x2

2

)
=

1

2

(lnx1+lnx2)-ln(

x1+x2

2

)+

a

2

(

x

21

+

x

22

)-a(

x1+x2

2

)2=

a

4

(x1-x2)2-

1

2

ln(

(x1+x2)2

4x1x2

)，
由（Ⅰ）中的结论可知，lnx-x+1＜0对任意x∈（0，1）∪（1，+∞）恒成立，即lnx＜x-1（*）恒成立．
（ⅰ）如果x₁，x₂∈（0，1），且x₁≠x₂，则

(x1+x2)2

4x1x2

=1+

(x1-x2)2

4x1x2

＞1．
根据（*）可得ln(

(x1+x2)2

4x1x2

)＜

(x1-x2)2

4x1x2

，F(x1，x2)＞

a

4

(x1-x2)2-

1

2

?

(x1-x2)2

4x1x2

．
若f（x）满足性质①，则

a

4

(x1-x2)2-

1

2

?

(x1-x2)2

4x1x2

＜F(x1，x2)＜0恒成立，
于是

a

4

＜

1

8x1x2

对任意x₁，x₂∈（0，1）且x₁≠x₂恒成立，所以a≤

1

2

．
（ⅱ）如果x₁，x₂∈（1，+∞）且x₁≠x₂，则0＜

4x1x2

(x1+x2)2

=1-

(x1-x2)2

(x1+x2)2

＜1．
根据（*）可得ln(

4x1x2

(x1+x2)2

)＜-

(x1-x2)2

(x1+x2)2

?ln(

(x1+x2)2

4x1x2

)＞

(x1-x2)2

(x1+x2)2

，
则F（x₁，x₂）＜

a

4

(x1-x2)2-

1

2

?

(x1-x2)2

(x1+x2)2

．若f（x）满足性质②，则

a

4

(x1-x2)2-

1

2

?

(x1-x2)2

(x1+x2)2

＞F(x1，x2)＞0恒成立．
于是

a

4

＞

1

2(x1+x2)2

对任意x₁，x₂∈（1，+∞）且x₁≠x₂恒成立，所以a≥

1

2

．
综合（ⅰ）（ⅱ）可得，a=

1

2

．

3、扩展分析：该试题重点查考的考点详细输入如下：

经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后，可以看出该题目“设函数f（x）=lnx+ax2-（3a+1）x+（2a+1），其中a∈R．（Ⅰ）如果x=1是函数f..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的极值与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看：“高中函数的极值与导数的关系”。

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