已知,a∈R。
(I)讨论f(x)的单调性;
(II)当a=1时,证明对于任意x∈[1,2]的成立。
参考答案:
(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞);
。
当a≤0时,x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减。
当a>0时,。
(1)0<a<2时,>1,
当x∈(0,1)或时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈(1,)时,f′(x)<0,f(x)单调递减。
(2)a=2时,=1,在x∈(0,+∞)内,f′(x)≥0,f(x)单调递增;
(3)a>2时,0<<1,
当x∈(0,)或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。
综上所述,
当a≤0时,函数f(x)在(0,1)内单调递增,在(1,+∞)内单调递减;
当0<a<2时,f(x)在(0,1)内单调递增,在(1,)内单调递减,在(,+∞)内单调递增;
当a=2时,f(x)在(0,+∞)内单调递增;
当a>2,f(x)在(0,)内单调递增,在(,1)内单调递减,在(1,+∞)内单调递增。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,a=1时,
。
令,
则f(x)-f′(x)=g(x)+h(x),
由g′(x)=≥0,可得g(x)≥g(1)=1,当且仅当x=1时取得等号。
又,
设φ(x)=-3x2-2x+6,则φ(x)在x∈[1,2]单调递减,
因为φ(1)=1,φ(2)=-10,
所以,使得x∈(1,x0)时,φ(x)>0,x∈(x0,2)时,φ(x)<0。
所以h(x)在(1,x0)内单调递增,在(x0,2)内单调递减。
由h(1)=1,h(2)=,可得h(x)≥h(2)=,
当且仅当x=2取得等号,所以,即对于任意的x∈[1,2]成立。