问题 解答题

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.

答案

(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
=
a(x+
2
a
)
x
,x∈[-∞,0),

令f′(x)=0,x=-

2
a

当-

2
a
>-e,即a<
2
e
时,f(x)在(-e,-
2
a
)是减函数,在(-
2
a
,0)为增函数,

∴f(x)min=f(-

2
a
)=4,解得a=-2e,

当-

2
a
≤-e,即0>a≥
2
a
时,f(x)在(-e,0)上增函数,

∴f(x)min=f(-e)=4,解得a=-

6
e
<-
2
e
矛盾;

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;

单项选择题
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