已知f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=ax+2lnx,(a∈R)
(1)求f(x)的解析式;
(2)是否存在负实数a,使得当x∈[-e,0)时,f(x)的最小值是4?如果存在,求出a的值;如果不存在,请说明理由.
(3)对x∈D如果函数F(x)的图象在函数G(x)的图象的下方,则称函数F(x)在D上被函数G(x)覆盖.求证:若a=1时,函数f(x)在区间x∈(1,+∞)上被函数g(x)=x3覆盖.
(1)当x∈(-∞,0),则-x>0,由已知得,
f(-x)=-ax+2ln(-x)=-f(x),
∴f(x)=ax-2ln(-x),
∴f(x)
;ax+2lnx (x>0) ax-2ln(-x) (x<0)
(2)假设存在a<0,满足题意,∵f(x)=ax-2ln(-x),x∈[-∞,0)
∴f′(x)=a+
=2 x
,x∈[-∞,0),a(x+
)2 a x
令f′(x)=0,x=-
,2 a
当-
>-e,即a<2 a
时,f(x)在(-e,-2 e
)是减函数,在(-2 a
,0)为增函数,2 a
∴f(x)min=f(-
)=4,解得a=-2e,2 a
当-
≤-e,即0>a≥2 a
时,f(x)在(-e,0)上增函数,2 a
∴f(x)min=f(-e)=4,解得a=-
<-6 e
矛盾;2 e
综上所诉,存在a=-2e满足题意.
(3)证明:由题意知,只需证x3>x+2lnx对x∈(1,+∞)恒成立,
令h(x)=x3-x-2lnx(x>1),
∴h′(x)=3x2-1-
=2 x
,(x-1)(3x2+3x+2) x
∵x>1,∴x-1>0,3x2+3x+2>0,
∴h′(x)>0,对x∈(1,+∞)恒成立,
∴x>1时,h(x)>h(1)=0
∴h(x)>0⇔x3>x+2lnx对x∈(1,+∞)恒成立,即证;