每日一题[728]极值的范围估计

已知函数$f(x)=x^2-2x+1+a\ln x$有两个极值点$x_1,x_2$,且$x_1<x_2$,则(  )
A.$f(x_2)<-\dfrac{1+2\ln 2}4$
B.$f(x_2)<\dfrac{1-2\ln 2}4$
C.$f(x_2)>\dfrac{1+2\ln 2}4$
D.$f(x_2)>\dfrac{1-2\ln 2}4$


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分析与解 D.

函数$f(x)$的导函数$$f'(x)=\dfrac{2x^2-2x+a}{x},$$根据题意,可得当$a<\dfrac 12$时,函数$f(x)$有两个极值点,且$x_1<\dfrac 12<x_2$,$x_2$的取值范围是$\left(\dfrac 12,1\right)$.进而可得极大值$$M=f(x_2)=x_2^2-2x_2+1+\left(2x_2-2x_2^2\right)\ln x_2,$$令$g(t)=t^2-2t+1+(2t-2t^2)\ln t,t\in\left[\dfrac 12,1\right]$,则$$g'(t)=2(1-2t)\ln t\geqslant 0,$$所以$g(t)$在$\left[\dfrac 12,1\right]$上单调递增,从而有$$g\left(\dfrac 12\right)=\dfrac {1-2\ln 2}{4}\leqslant g(t)\leqslant g(1)=0.$$因为$x_2>\dfrac 12$,所以$f(x_2)>\dfrac {1-2\ln 2}{4}$.

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