每日一题[2614]极值判定

已知 $f(x)=a^2 \ln x-\dfrac{1}{2} a x^2-\left(a^2-a\right) x$($a \neq 0$).

1、当 $a=1$ 时,求 $f(x)$ 的单调区间.

2、若函数 $f(x)$ 在 $x=1$ 处取得极大值,求实数 $a$ 的取值范围.

解析

1、当 $a=1$ 时,有 $f(x)=\ln x-\dfrac 12x^2$,其导函数\[f'(x)=\dfrac {(1+x)(1-x)}x,\]因此函数 $f(x)$ 的单调递增区间是 $(0,1)$,单调递减区间是 $(1,+\infty)$.

2、函数 $f(x)$ 的导函数\[f'(x)=-\dfrac{a(x+a)(x-1)}{x},\]其二阶导函数为\[f''(x)=-\dfrac{a(a+x^2)}{x^2},\]若函数 $f(x)$ 在 $x=1$ 处取得极大值,则有\[\begin{cases} f'(1)=0,\\ f''(1)<0,\end{cases}\iff -a(a+1)<0,\]因此实数 $a$ 的取值范围是 $(-\infty,-1)\cup(0,+\infty)$.

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