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已知函数?f(x)=ax2-(2a+1)x+lnx a∈R (I)讨论函数f(x)的单调性;(II)设a

时间:2018-10-14 22:24:38

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已知函数?f(x)=ax2-(2a+1)x+lnx a∈R (I)讨论函数f(x)的单调性;(II)设a

问题补充:

已知函数?f(x)=ax2-(2a+1)x+lnx,a∈R,

(I)讨论函数f(x)的单调性;

(II)设a<-1,证明:对任意x1,x2∈(2,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥2|x1-x2|.

答案:

解:(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞).

f′(x)=2ax-(2a+1)+==,

①若a=0,则f′(x)=,当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x>1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;

②若0<a<,令f′(x)>0,得0<x<1或x>,令f′(x)<0,得1<x<,

所以f(x)在(0,1),(,+∞)上递增,在(1,)上递减;

③若a=,f′(x)=≥0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;

令f′(x)>0,得0<x<,或x>1,令f′(x)<0,得<x<1,

所以f(x)在(0,),(1,+∞)上单调递增,在(,1)上单调递减;

⑤若a<0,令f′(x)>0,得0<x<1,令f′(x)<0,得x>1,

所以f(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减;

综上,a=0时,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上递减;0<a<时,f(x)在(0,1),(,+∞)上递增,在(1,)上递减;

a=时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;a>时,f(x)在(0,),(1,+∞)上单调递增,在(,1)上单调递减;

a<0时,f(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减;

(Ⅱ)|f(x1)-f(x2)|≥2|x1-x2|,即≥2,所以有|f′(x)|≥2.

所以证明对任意x1,x2∈(2,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥2|x1-x2|,

只需证明|f′(x)|≥2,即证明≥2对任意x∈(2,+∞)成立,也即证明2a≤(x>2),

令g(x)=(x>2),则g′(x)=,

当x>2时,g′(x)>0,所以g(x)在(2,+∞)上单调递增,g(x)>g(2)=-,

而a<-1时,2a<-2,所以2a<-<g(x),即2a≤(x>2)成立.

故a<-1时,对任意x1,x2∈(2,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥2|x1-x2|.

解析分析:(Ⅰ)求出函数定义域及导数f′(x)=,分①a=0,②0<a<,③a=,④a>,⑤a<0五种情况进行讨论解不等式f′(x)>0,f′(x)<0,解出不等式即为单调区间;(Ⅱ)证明不等式|f(x1)-f(x2)|≥2|x1-x2|,即≥2,可证明|f′(x)|≥2,利用导数可转化为函数的最值问题证明;

点评:本题考查利用导数研究函数的单调性及函数的最值问题,考查分类讨论思想,考查学生综合运用知识分析问题解决问题的能力,属难题.

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