已知函数ϕ(x)=
(1)若f(x)=lnx+φ(x),且a=
(2)在(1)中当a=0时,函数y=f(x)的图象上任意不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点为C(x0,y0),记直线AB的斜率为k,试证明:k>f'(x0). (3)若g(x)=|lnx|+φ(x),且对任意的x1,x2∈(0,2],x1≠x2,都有
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(1)f′(x)=
-1 x
=a (x+1)2 x2+(2-a)x+1 x(x+1)2
∵a=
,令f'(x)>0得x>2或0<x<9 2 1 2
∴函数f(x)的单调增区间为(0,
),(2,+∞);1 2
(2)证明:当a=0时f(x)=lnx
∴f′(x)=1 x
∴f′(x0)=
=1 x0 2 x1+x2
又k=
=f(x2)-f(x1) x2-x1
=lnx2-lnx1 x2-x1 ln x2 x1 x2-x1
不妨设x2>x1,要比较k与f'(x0)的大小,
即比较
与ln x2 x1 x2-x1
的大小,2 x1+x2
又∵x2>x1,
∴即比较ln
与x2 x1
=2(x2-x1) x1+x2
的大小.2(
-1)x2 x1
+1x2 x1
令h(x)=lnx-
(x≥1),2(x-1) x+1
则h′(x)=
-1 x
=4 (x+1)2
≥0(x-1)2 x(x+1)2
∴h(x)在[1,+∞)上位增函数.
又
>1,x2 x1
∴h(
)>h(1)=0,x2 x1
∴ln
>x2 x1
,2(
-1)x2 x1
+1x2 x1
即k>f'(x0);
(3)∵
<-1,g(x2)-g(x1) x2-x1
∴
<0g(x2)+x2-[g(x1)+x1] x2-x1
由题意得F(x)=g(x)+x在区间(0,2]上是减函数.
1°当1≤x≤2,F(x)=lnx+
+x,a x+1
∴F′(x)=
-1 x
+1a (x+1)2
由F′(x)≤0⇒a≥
+(x+1)2=x2+3x+(x+1)2 x
+3在x∈[1,2]恒成立.1 x
设m(x)=x2+3x+
+3,x∈[1,2],则m′(x)=2x-1 x
+3>01 x2
∴m(x)在[1,2]上为增函数,
∴a≥m(2)=27 2
2°当0<x<1,F(x)=-lnx+
+x,a x+1
∴F′(x)=-
-1 x
+1a (x+1)2
由F′(x)≤0⇒a≥-
+(x+1)2=x2+x-(x+1)2 x
-1在x∈(0,1)恒成立1 x
设t(x)=x2+x-
-1,x∈(0,1)为增函数1 x
∴a≥t(1)=0
综上:a的取值范围为a≥
.27 2