1. 对函数进行求导
已知函数 f(x)=ax−xa−2lnx,其定义域为 (0,+∞)。
对其求导得:
f′(x)=a+x2a−x2
2. 利用极值条件求出参数 $a$ 的值
若 f(x) 在 x=2 时有极值,则必有 f′(2)=0。
代入 x=2 得:
a+4a−1=0⟹45a=1⟹a=54
3. 确定单调区间并验证极值点
当 a=54 时,导函数为:
f′(x)=54+5x24−x2=5x24x2−10x+4=5x22(2x−1)(x−2)
令 f′(x)=0,解得 x=21 或 x=2。
当 x∈(0,21) 时,f′(x)>0,函数 f(x) 单调递增;
当 x∈(21,2) 时,f′(x)<0,函数 f(x) 单调递减;
当 x∈(2,+∞) 时,f′(x)>0,函数 f(x) 单调递增。
因此,当 x=2 时 f(x) 取得极小值,当 x=21 时 f(x) 取得极大值,验证符合题意。
4. 计算函数的极大值
将 x=21 代入原函数,得极大值为:
f(21)=54⋅21−2154−2ln(21)=52−58+2ln2=2ln2−56
答案a=54,极大值为 2ln2−56