问题 解答题
已知函数f(x)=x2+
2
x
+alnx,(a∈R)

(1)若a=-4,求函数f(x)的单调性;
(2)若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(3)记函数g(x)=x2f′(x),若g(x)的最小值是-
5
2
,求f(x)的解析式.
答案

(1)当a=-4时,f(x)=x2+

2
x
-4lnx,(x>0)

f′(x)=2x -

2
x2
-
4
x
=
2x3-4x-2
x2
=
2(x2-x-1)(x+1)
x2

令f′(x)=0,则x=

1+
5
2

∵x∈(0,

1+
5
2
)时,f′(x)<0,∵当x∈(
1+
5
2
,+∞)时,f′(x)>0,

∴(0,

1+
5
2
)为函数f(x)=x2+
2
x
-4lnx
的单调递减区间,

∴(

1+
5
2
,+∞)为函数f(x)=x2+
2
x
-4lnx
的单调递增区间;

(2)∵f′(x)=

2x3+ax-2
x2

若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,

则f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立

即2x3+ax-2≥0在[1,+∞)上恒成立

即a≥

1-x4
x
在[1,+∞)上恒成立

令h(x)=

1-x4
x
,则h′(x)=
-3x4-1
x2
<0恒成立

故h(x)=

1-x4
x
在[1,+∞)上单调递减

当x=1时,h(x)取最大值0

故a≥0,即实数a的取值范围为[0,+∞)

(3)g(x)=x2f′(x)=2x3+ax-2

则g′(x)=6x2+a,

当a≥0时,g′(x)≥0恒成立

此时g(x)在定义域(0,+∞)上无最小值

当a<0时,令g′(x)=6x2+a=0

则x=

-
a
6

∵x∈(0,

-
a
6
)时,f′(x)<0,∵当x∈(
-
a
6
,+∞)时,f′(x)>0,

∴(0,

-
a
6
)为函数g(x)的单调递减区间,

∴(

-
a
6
,+∞)为函数g(x)的单调递增区间;

当x=

-
a
6
时,g(x)的最小值g(
-
a
6
)=2
-
a
6
3
+a
-
a
6
-2
=-
5
2

解得a=-

3
2

f(x)=x2+

2
x
-
3
2
lnx

选择题
单项选择题