已知函数f(x)=2lnx-x2-ax(a∈R).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)如果函数f(x)有两个不同的零点x1,x2且x1<x2,证明:对满足p+q=1,p≤q的任意正常数,f′(px1+qx2)<0恒成立.
(1)函数的定义域为(0,+∞),则f′(x)=-2x-a=-,令f'(x)=0,解得
x3=<0,x4=>0,所以当0<x<x4时,f'(x)>0,此时函数单调递增.
当x>x4时,f'(x)<0,此时函数单调递减.
所以函数的单调递增区间为(0,),单调递减区间为[,+∞).
(2)因为函数f(x)有两个不同的零点x1,x2且x1<x2,所以,两式相减得a=-(x1+x2),
因为f′(x)=-2x-a=-,
所以f′(px1+qx2)=-2(px1+qx2)-[-(x1+x2)]
=-+(2p-1)(x2-x1),
因为2p≤p+q=1,x2>x1,所以(2p-1)(x2-x1)≤0,要证f′(px1+qx2)<0,只要证明
-<0即可,即只要证明+ln<0即可.
令=t,0<t<1,即只要证明g(t)=+lnt<0在0<t<1上恒成立即可.g′(t)=+=-+=,
因为p+q=1,0<p≤q,所以≥1,≥1,所以当0<t<1时,t-1<0,t-<0,
所以g'(x)<0,所以函数g(t)在(0,1)上为增函数,所以g(t)<g(1)=0.
所以+ln<0,故所证明的不等式成立.