每日一题[84] 合理消参

2013年高考湖北卷理科数学第10题(选择压轴题):

已知\(a\)为常数,\(f(x)=x\left(\ln x-ax\right)\)有两个极值点\(x_1\)、\(x_2\)(\(x_1<x_2\)),则(       )

A.\(f(x_1)>0\),\(f(x_2)>-\dfrac 12\)

B.\(f(x_1)<0\),\(f(x_2)<-\dfrac 12\)

C.\(f(x_1)>0\),\(f(x_2)<-\dfrac 12\)

D.\(f(x_1)<0\),\(f(x_2)>-\dfrac 12\)


cover正确的答案是D.

首先计算\(f'(x)=\ln x-2ax+1\),设导函数的零点为\(x=t\),则\[\ln t=2at-1,\]我们熟知函数\(y=\ln x\)在\((1,0)\)处的切线为\(y=x-1\),于是可知\[0<x_1<1<x_2,\]如图.

未命名-1

 

为了消去参数\(a\),将\[at=\dfrac 12\left(\ln t+1\right)\]代入\[f(t)=t\left(\ln t-at\right),\]得\[f(t)=\dfrac 12t\ln t-\dfrac 12t,\]注意到\[\left(\dfrac 12t\ln t-\dfrac 12t\right)'_t=\dfrac 12\ln t,\]于是其图象如下.

未命名-1

 

由此不难得到\[-\dfrac 12<f(x_1)<0\land -\dfrac 12<f(x_2).\]选D.

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