问题 解答题

已知f(x)=x2+2x+alnx

(1)当a=-4,求f(x)的最小值;

(2)若f(x)在(0,1)不单调,求a的取值范围;

(3)当t≥1时,f(2t-1)≥2f(t)-3恒成立,求a的取值范围.

答案

(1)函数f(x)的定义域是(0,+∞)

当a=-4时,f(x)=x2+2x-4lnx,

f(x)=2x+2-

4
x
=
2(x+2)(x-1)
x

当x∈(0,1)时,f′(x)0.

所以,f(x)在x=1时取得极小值,也就是最小值,等于f(1)=3;

(2)因为f(x)=x2+2x+alnx(x>0),

所以f(x)=2x+2+

a
x
=
2x2+2x+a
x

设g(x)=2x2+2x+a,

∵函数f(x)在区间(0,1)上不单调,

g(0)<0
g(1)>0
,即
a<0
4+a>0
,解得-4<a<0.

∴实数a的取值范围是{a|-4<a<0};

(3)不等式f(2t-1)≥2f(t)-3可化为

2t2-4t+2≥alnt2-aln(2t-1)

∴2t2-alnt2≥2(2t-1)-aln(2t-1)

令h(x)=2x-alnx(x≥1),则问题可化为h(t2)≥h(2t-1)

∵t≥1,∴t2≥2t-1

要使上式成立,只需要h(x)=2x-alnx(x≥1)是增函数即可.

h(x)=2-

a
x
≥0在[1,+∞)上恒成立,

即a≤2x在[1,+∞)上恒成立,

故a≤2.

∴实数a的取值范围是(-∞,2].

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