问题 解答题
已知函数f(x)=2ax+
1
x
+(2-a)lnx(a∈R).
(Ⅰ)当a=-1时,求f(x)的极值;
(Ⅱ)当-3<a<-2时,若存在x1,x2∈[1,3],使得|f(x1)-f(x2)|>(m+ln3)a-2ln3成立,求实数m的取值范围.
答案

由题可知函数y=f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=2a-

1
x2
+
2-a
x
=
2ax2+(2-a)x-1
x2
=
a(2x-1)(x+
1
a
)
x2
.--------(2分)

(Ⅰ) 当a=-1时,f′(x)=

-(2x-1)(x-1)
x2

令f'(x)<0,解得0<x<

1
2
或x>1;

令f'(x)>0,解得

1
2
<x<1,

所以f(x)的单调递减区间是(0 , 

1
2
)和(1,+∞),单调递增区间是(
1
2
 , 1)
;--(5分)

所以当x=

1
2
时,f(x)的极小值为f(
1
2
)=1-3ln2

当x=1时,f(x)的极大值为f(1)=-1.--------------------(7分)

(Ⅱ)当-3<a<-2时,f(x)的单调递减区间是(0 , -

1
a
),(
1
2
 , +∞)

单调递增区间是(-

1
a
 , 
1
2
),

所以f(x)在[1,3]上单调递减,-----------------------------------(9分)

所以f(x)max=f(1)=2a+1,f(x)min=f(3)=(2-a)ln3+

1
3
+6a.

所以|f(x1)-f(x2)|max=f(1)-f(3)=(1+2a)-[(2-a)ln3+

1
3
+6a]=
2
3
-4a+(a-2)ln3
.------------------------------------------(11分)

因为存在x1,x2∈[1,3],使得|f(x1)-f(x2)|>(m+ln3)a-2ln3成立,

所以

2
3
-4a+(a-2)ln3>(m+ln3)a-2ln3,----------------------(12分)

整理得ma<

2
3
-4a.

又a<0,所以m>

2
3a
-4,又因为-3<a<-2,得-
1
3
2
3a
<-
2
9

所以-

13
3
2
3a
-4<-
38
9
,所以m≥-
38
9
.------------------------(15分)

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