问题 解答题
已知函数f(x)=alnx+
1
x-1
(a≠0)在(0,
1
2
)内有极值.
(I)求实数a的取值范围;
(II)若x1∈(0,
1
2
),x2∈(2,∞)且a∈[
1
2
,2]时,求证:f(x1)-f(x2)≥ln2+
3
4
答案

(I)由f(x)=alnx+

1
x-1
(a≠0),

得:f(x)=

ax2-(2a+1)x+a
x(x-1)x

∵a≠0,令g(x)=x2-(2+

1
a
)x+1,

∴g(0)=1>0.

g(

1
2
) <0或
0<1+
1
2a
1
2
△=(2a+1)2-4a2>0
g(
1
2
)>0

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,

α+β=2+
1
α
α•β=1
,得0<α<
1
2
<2<β

当x∈(0,α)和(β,+∞)时,f(x)=

ax2-(2a+1)x+a
x(x-1)2
>0,

函数f(x)单调递增;

当x∈(α,

1
2
)和(2,β)时,f(x)=
ax2-(2a+1)x+a
x(x-1)2
<0

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+

1
β-1
-alnα-
1
α-1

=aln

β
α
+
α-β
αβ-(α+β)+1

=α[lnβ2+β-

1
β
](利用α+β=2+
1
α
,α•β=1

h(x)=lnx2+x-

1
x
,x>2

h(x)=

(x+1)2
x2
>0,

则函数h(x)单调递增,

h(x)≥h(2)=2ln2+

3
2

lnβ2+β-

1
β
≥2ln2+
3
2
>0,

a∈[

1
2
,2),

a[lnβ2+β-

1
β
]≥ln2+
3
4

∴f(x1)-f(x2)≥ln2+

3
4

单项选择题
多项选择题