已知函数f(x)=ax2−bln⁡xf(x)=ax^{2}-b\ln x在点A(1,f(1))A(1,f(1))处的切线方程为y=1y=1; (1)求实数aa,bb的值; (2)求函数f(x)f(x)的极值.

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完整解法

(1)

1. 确定定义域并求导

函数 f(x)=ax2−bln⁡xf(x) = ax^2 - b\ln x 的定义域为 (0,+∞)(0, +\infty)。
对其求导得:
f′(x)=2ax−bxf'(x) = 2ax - \frac{b}{x}

2. 根据切线方程列出关于参数的方程组

因为 f(x)f(x) 在点 A(1,f(1))A(1, f(1)) 处的切线方程为 y=1y=1,
所以切点 A(1,f(1))A(1, f(1)) 在直线 y=1y=1 上,即 f(1)=1f(1) = 1,
且切线斜率为 00,即 f′(1)=0f'(1) = 0。
代入得:
{f(1)=a=1f′(1)=2a−b=0\begin{cases} f(1) = a = 1 \\ f'(1) = 2a - b = 0 \end{cases}

3. 求解方程组确定参数 $a$ 和 $b$ 的值

将 a=1a=1 代入 2a−b=02a - b = 0,解得 b=2b=2。
所以实数 aa,bb 的值分别为 a=1a=1,b=2b=2。

答案

a=1a=1,b=2b=2

(2)

1. 将参数代入函数并写出导函数形式

由 (1) 知 a=1,b=2a=1, b=2,所以 f(x)=x2−2ln⁡xf(x) = x^2 - 2\ln x,定义域为 (0,+∞)(0, +\infty)。
其导函数为:
f′(x)=2x−2x=2(x2−1)x=2(x−1)(x+1)xf'(x) = 2x - \frac{2}{x} = \frac{2(x^2 - 1)}{x} = \frac{2(x-1)(x+1)}{x}

2. 分析导函数的符号确定函数的单调性

令 f′(x)=0f'(x) = 0,解得 x=1x=1 或 x=−1x=-1(舍去,因为 x>0x > 0)。
当 x∈(0,1)x \in (0, 1) 时,f′(x)<0f'(x) < 0,f(x)f(x) 单调递减;
当 x∈(1,+∞)x \in (1, +\infty) 时,f′(x)>0f'(x) > 0,f(x)f(x) 单调递增。

3. 计算函数极值并作答

因此,函数 f(x)f(x) 在 x=1x=1 处取得极小值,且极小值为:
f(1)=12−2ln⁡1=1f(1) = 1^2 - 2\ln 1 = 1
函数无极大值。
所以,函数 f(x)f(x) 的极小值为 11,无极大值。

答案

f(x)极小值=1f(x)_{\text{极小值}} = 1,无极大值

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