Question

對定義域分別是F、G的函數(shù)y=f（x）、y=g（x），規(guī)定：函數(shù)h（x）=

f(x)+g(x)，當(dāng)x∈F且x∈G   f(x)，當(dāng)x∈F且x∉G   g(x)，當(dāng)x∉F且x∈G

已知函數(shù)f（x）=x²，g（x）=alnx（a∈R）．
（1）求函數(shù)h（x）的解析式；
（2）對于實(shí)數(shù)a，函數(shù)h（x）是否存在最小值，如果存在，求出其最小值；如果不存在，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）先求出兩個(gè)函數(shù)各自的定義域，再代入分段函數(shù)的表達(dá)式即可求出函數(shù)h（x）的解析式；
（2）先求出第二段的最小值，再對第一段中的字母a分與0的三種關(guān)系分別討論求出其最小值，再與第二段的最小值相比，最小的那個(gè)即為函數(shù)h（x）的最小值．

解答：解：（1）因?yàn)楹瘮?shù)f（x）=x²的定義域F=（-∞，+∞），函數(shù)g（x）=alnx的定義域G=（0，+∞），
所以h（x）=

x2+alnx     x＞0 x2

x≤0（4分）
（2）當(dāng)x≤0時(shí)，函數(shù)h（x）=x²單調(diào)遞減，
所以函數(shù)h（x）在（-∞，0]上的最小值為h（0）=0．（5分）
當(dāng)x＞0時(shí)，h（x）=x²+alnx．
若a=0，函數(shù)h（x）=x²在（0，+∞）上單調(diào)遞增．此時(shí)，函數(shù)h（x）不存在最小值．（6分）
若a＞0，因?yàn)?span id="bjqpdrb" class="MathJye">h′(x)=2x+

a

x

=

2x2+a

x

＞0，（7分）
所以函數(shù)h（x）=x²+alnx在（0，+∞）上單調(diào)遞增．此時(shí)，函數(shù)h（x）不存在最小值．（8分）
若a＜0，因?yàn)?span id="uofbpqg" class="MathJye">h′(x)=

2x2+a

x

=

2(x+ - a 2 )(x- - a 2 )

x

，（9分）
所以函數(shù)h（x）=x²+alnx在(0，

- a 2

)上單調(diào)遞減，在(

- a 2

，+∞)上單調(diào)遞增．此時(shí)，函數(shù)h（x）的最小值為h(

- a 2

)．（10分）
因?yàn)?span id="bdnw5au" class="MathJye">h(

- a 2

)=-

a

2

+aln

- a 2

=-

a

2

+

a

2

ln(-

a

2

)=-

a

2

[1-ln(-

a

2

)]，（11分）
所以當(dāng)-2e≤a＜0時(shí)，h(

- a 2

)≥0，當(dāng)a＜-2e時(shí)，h(

- a 2

)＜0．（13分）
綜上可知，當(dāng)a＞0時(shí)，函數(shù)h（x）沒有最小值；
當(dāng)-2e≤a≤0時(shí)，函數(shù)h（x）的最小值為h（0）=0；
當(dāng)a＜-2e時(shí)，函數(shù)h（x）的最小值為h(

- a 2

)=-

a

2

[1-ln(-

a

2

)]．（14分）

點(diǎn)評：本題主要考查函數(shù)解析式的求解及常用方法，利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值和分類討論思想在解題中的應(yīng)用，是對知識(shí)及思想方法的綜合考查，屬于中檔題．