已知函数f(x)=alnx+x2(a为实常数),
(1)若a=-2,求函数f(x)的单调递增区间;
(2)当a<-2时,求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值;
(3)若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,求a的取值范围.
(1)a=-2,f(x)=-2lnx+x2,
∴f′(x)=-
+2x=2 x
,2(x2-1) x
令f'(x)>0,由x>0得x>1,
∴f(x)的单调递增区间是(1,+∞).(2分)
(2)f′(x)=
+2x=a x
,2(x2+
)a 2 x
令f'(x)=0,由a<-2,x>0得x=
>1(3分)- a 2
①当
<e,即-2e2<a<-2时,f(x)在[1,- a 2
]递减,在[- a 2
,e]递增,- a 2
∴当x=
时,f(x)min=aln- a 2
-- a 2
.(5分)a 2
②当
≥e,即a≤-2e2时,f(x)在[1,e]递减,- a 2
∴当x=e时,f(x)min=a+e2.(7分)
(3)f(x)≤(a+2)x化为:alnx+x2-(a+2)x≤0,
设g(x)=alnx+x2-(a+2)x,据题意,
当x∈[1,e]时,g(x)min≤0,g′(x)=
+2x-(a+2)=a x
=(2x-a)(x-1) x
,(9分)2(x-
)(x-1)a 2 x
(ⅰ)当
≤1即a≤2时,当x∈[1,e]时,g'(x)≥0,∴g(x)递增,a 2
∴g(x)min=g(1)=-1-a≤0,∴a≥-1,
∴-1≤a≤2;(11分)
(ⅱ)当1<
<e即2<a<2e时,g(x)在[1,a 2
]递减,[a 2
,e]递增,a 2
∴g(x)min=g(
)=a(lna 2
-a 2
-1),a 4
∵ln
<1,∴g(x)min<0,a 2
∴2<a<2e符合题意;(13分)
(ⅲ)当
≥e即a≥2e时,g(x)在[1,e]递减,a 2
∴g(x)min=g(e)=a+e2-(a+2)e=(1-e)a+e2-2e≤2e(1-e)+e2-2e=-e2<0,符合题意,(15分)
综上可得,a的取值范围是[-1,+∞).(16分)