设函数f(x)=lnx-
(1)当k=1时,判断函数f(x)的单调性,并加以证明; (2)当k=0时,求证:f(x)>0对一切x>0恒成立; (3)若k<0,且k为常数,求证:f(x)的极小值是一个与a无关的常数. |
(1)函数的定义域为x>0
当k=1时,f(x)=lnx-
•x1 x
+1 2
x-a
-lnx1 2
∵f′(x)=
-1 x
•x-1 2 a
-1 2
x-a 2
=-3 2
≤0(
-x
)2a 2
xax
∴函数f(x)在(0,+∞)上是单调减函数
(2)当k=0时,f(x)=lnx+
x-a
-lna1 2
f′(x)=
-1 x
=a 2x x 2
-x a 2x x
令f′(x)=0得x=a 4
当0<x<
时,f′(x)<0,f(x)是单调减函数a 4
当x>
时,f′(x)>0,f(x)是单调增函数a 4
∴当x=
时,f(x)有极小值f(a 4
)=2-2ln2a 4
∵e>2
∴f(x)的极小值f(
)=2(1-ln2)=2lna 4
>0e 2
∴f(x)>0恒成立
(3)∵f(x)=lnx-
•xk a
+1 2
x-a
-lna1 2
∴f′(x)=-kx+2
-aax 2
xax
令f′( x)=0得kx-2
+a=0ax
解得
=x a
(1- 1-k k
=x a
舍去)1+ 1-k k
∴x=a (1+
)21-k
当0<x<
,f′(x)<0,f(x)是单调减函数a (1+
)21-k
当x>
时,f′(x)>0,f(x)是单调增函数a (1+
)21-k
因此,当x=
f(x)有极小值a (1+
)21-k
令x0=a (1+
)21-k
∵f(x0)=ln
-kx0 a
+x0 a
而a x0
=x0 a
是与a无关的常数1 (1+
)21-k
∴lnx0,-k
,x0 a
均与a无关.a x0
∴f(x0)是与a无关的常数.
则f(x)的极小值是一个与a无关的常数.