问题
解答题
已知函数f(x)=alnx+
(I)求实数a的取值范围; (II)若x1∈(0,
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答案
(I)由f(x)=alnx+
(a≠0),1 x-1
得:f′(x)=
,ax2-(2a+1)x+a x(x-1)x
∵a≠0,令g(x)=x2-(2+
)x+1,1 a
∴g(0)=1>0.
令g(
) <0或1 2
,0<1+
<1 2a 1 2 △=(2a+1)2-4a2>0 g(
)>01 2
则0<a<2.
(II)由(I)得:f′(x)=
,ax2-(2a+1)x+a x(x-1)2
设ax2-(2a+1)x+a=0(0<a<2)的两根为α,β,
则
,得0<α<α+β=2+ 1 α α•β=1
<2<β.1 2
当x∈(0,α)和(β,+∞)时,f′(x)=
>0,ax2-(2a+1)x+a x(x-1)2
函数f(x)单调递增;
当x∈(α,
)和(2,β)时,f′(x)=1 2
<0,ax2-(2a+1)x+a x(x-1)2
函数f(x)单调递减,
则f(x1)≤f(a),f(x2)≥f(β),
则f(x2)-f(x1)≥f(β)-f(α)=alnβ+
-alnα-1 β-1 1 α-1
=aln
+β α α-β αβ-(α+β)+1
=α[lnβ2+β-
](利用α+β=2+1 β
,α•β=1)1 α
令h(x)=lnx2+x-
,x>21 x
则h′(x)=
>0,(x+1)2 x2
则函数h(x)单调递增,
h(x)≥h(2)=2ln2+
,3 2
∴lnβ2+β-
≥2ln2+1 β
>0,3 2
∵a∈[
,2),1 2
则a[lnβ2+β-
]≥ln2+1 β
,3 4
∴f(x1)-f(x2)≥ln2+
.3 4