Question

设函数，其中a为常数．
（1）证明：对任意a∈R，y=f（x）的图象恒过定点；
（2）当a=-1时，判断函数y=f（x）是否存在极值？若存在，求出极值；若不存在，说明理由；
（3）若对任意a∈（0，m]时，y=f（x）恒为定义域上的增函数，求m的最大值．

Answer

（1）令lnx=0得到x=1=f（x）得到函数过定点；
（2）当a=-1时求出函数的导函数观察发现x=1时g（x）=0且为唯一根，根据x的范围讨论函数的增减性得到x=1是函数的唯一极值点，求出f（1）即为最小值；（3）y=f（x）恒为定义域上的增函数即要证f/（x）大于零，利用导数研究函数h（x）=x2-alnx+a的最小值都比0大即可．
【解析】
（1）令lnx=0，得x=1，且f（1）=1，
所以y=f（x）的图象过定点（1，1）；
（2）当a=-1时，，
令g（x）=x2+lnx-1，经观察得g（x）=0有根x=1，下证明g（x）=0无其它根．，
当x＞0时，g/（x）＞0，即y=g（x）在（0，+∞）上是单调递增函数．
所以g（x）=0有唯一根x=1；
且当x∈（0，1）时，，f（x）在（0，1）上是减函数；
当x∈（1，+∞）时，，f（x）在（1，+∞）上是增函数
所以x=1是f（x）的唯一极小值点．极小值是．
（3），令h（x）=x2-alnx+a
由题设，对任意a∈（0，m]，有h（x）≥0，x∈（0，+∞），
又
当时，h/（x）＜0，h（x）是减函数；
当时，h/（x）＞0，h（x）是增函数；
所以当时，h（x）有极小值，也是最小值，
又由h（x）≥0得，得a≤2e3，即m的最大值为2e3．