问题 解答题

已知函数f(x)=x2+2x+alnx(a∈R),

(1)当a=-4时,求f(x)的最小值;

(2)若函数f(x)在区间(0,1)上为单调函数,求实数a的取值范围;

(3)当t≥1时,不等式f(2t-1)≥2f(t)-3恒成立,求实数a的取值范围.

答案

解:(1)f(x)=x2+2x-41nx(x>0),f′(x)=2x+2-

当x>1时,f′(x)>0,当0<x<1时,f′(x)<0,

∴f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,

∴f(x)min=f(1)=3.

(2)

若f(x)在(0,1)上单调递增,则2x2+2x+a≥0在x∈(0,1)上恒成立

在x∈(0,1)上恒成立,

令u=-2x2-2x,x∈(0,1),则

∴a≥0;

若f(x)在(0,1)上单调递减,则2x2+2x+a≤0在x∈(0,1)上恒成立

综上,a的取值范围是(-∞,-4]∪[0,+∞).

(3)(2t-1)2+2(2t-1)+aln(2t-1)≥2t2+4t+2alnt-3恒成立,

a[ln(2t-1)-21nt]≥-2t2+4t-2a[ln(2t-1)-lnt2]≥2[(2t-1)-t2],

当t=1时,不等式显然成立;

当t>1时,t2-(2t-1)=t2-2t+1=(t-1)2>0t2>2t-1lnt2>ln(2t-1)

在t>1时恒成立,

,即求u的最小值,

设A(t2,lnt2),B(2t-1,ln(2t-1)),

且A、B两点在y=lnx的图象上,

又∵t2>1,2t-1>1,

故0<kAB

,故a≤2,

即实数a的取值范围为(-∞,2]。

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