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已知函数f(x)=x2+2x+alnx(a∈R).

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/11 04:44:32
已知函数f(x)=x2+2x+alnx(a∈R).
①当a=-4时,求f(x)的最小值;
②若函数f(x)在区间(0,1)上为单调函数,求实数a的取值范围;
③当t≥1时,不等式f(2t-1)≥2f(t)-3恒成立,求实数a的取值范围.
已知函数f(x)=x2+2x+alnx(a∈R).
①∵f(x)=x2+2x-4lnx(x>0)
∴f′(x)=2x+2−
4
x=
2(x+2)(x−1)
x(2分)
当x>1时,f'(x)>0,当0<x<1时,f'(x)<0
∴f(x)在(0,1)上单调减,在(1,+∞)上单调增
∴f(x)min=f(1)=3(4分)
②f′(x)=2x+2+
a
x=
2x2+2x+a
x(5分)
若f(x)在(0,1)上单调增,则2x2+2x+a≥0在x∈(0,1)上恒成立⇒a≥-2x2-2x恒成立
令u=-2x2-2x,x∈(0,1),则u=−2(x+
1
2)2+
1
2,umax=0
∴a≥0(7分)
若f(x)在(0,1)上单调减,则2x2+2x+a≤0在x∈(0,1)上恒成立⇒a≤[-2x2-2x]min=-4
综上,a的取值范围是:(-∞,-4]∪[0,+∞)(9分)
③(2t-1)2+2(2t-1)+aln(2t-1)≥2t2+4t+2alnt-3恒成立a[ln(2t-1)-2lnt]≥-2t2+4t-2⇒a[ln(2t-1)-lnt2]≥2[(2t-1)-t2](10分)
当t=1时,不等式显然成立
当t>1时,⇒a≤
2[(2t−1)−t2]
ln(2t−1)−lnt2在t>1时恒成立(11分)
令u=
2[(2t−1)−t2]
ln(2t−1)−lnt2,即求u的最小值
设A(t2,lnt2),B(2t-1,ln(2t-1)),kAB=
ln(2t−1)−lnt2
(2t−1)−t2,
且A、B两点在y=lnx的图象上,又∵t2>1,2t-1>1,故0<kAB<y'|x=1=1
∴u=2•
1
k>2,故a≤2
即实数a的取值范围为(-∞,2](14分)