问题 解答题
已知函数f(x)=x(x-6)+alnx在x∈(2,+∞)上不具有单调性.
(I)求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若f'(x)是f(x)的导函数,设g(x)=f′(x)+6-
2
x2
,试证明:对任意两个不相等正数x1、x2,不等式|g(x1)-g(x2)|>
38
27
|x1-x2|
恒成立.
答案

(I)f′(x)=2x-6+

a
x
=
2x2-6x+a
x

∵f(x)在x∈(2,+∞)上不具有单调性,∴在x∈(2,+∞)上f'(x)有正也有负也有0,

即二次函数y=2x2-6x+a在x∈(2,+∞)上函数值有负数.

∵y=2x2-6x+a是对称轴是x=

3
2
,开口向上的抛物线,

∴2•22-6•2+a<0的实数a的取值范围(-∞,4)

故答案为(-∞,4).

(II)由(I)g(x)=f′(x)-

2
x2
+6=2x+
a
x
-
2
x2
(x>0),

∵a<4,∴g′(x)=2-

a
x2
+
4
x3
>2-
4
x2
+
4
x3
=
2x3-4x+4
x3
,(8分)

h(x)=2-

4
x2
+
4
x3
h′(x)=
8
x3
-
12
x4
=
4(2x-3)
x4
,h(x)在(0,
3
2
)
是减函数,在(
3
2
,+∞)
增函数,

x=

3
2
时,h(x)取最小值
38
27
∴从而g'(x)
38
27
,∴(g(x)-
38
27
x)′>0

函数y=g(x)-

38
27
x是增函数,x1、x2是两个不相等正数,

不妨设x1<x2,则g(x2)-

38
27
x2>g(x1)-
38
27
x1

g(x2)-g(x1)>

38
27
(x2-x1),

∵x2-x1>0,∴

g(x1)-g(x2)
x1-x2
38
27

|

g(x1)-g(x2)
x1-x2
|
38
27
,即|g(x1)-g(x2)|>
38
27
|x1-x2|

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