(Ⅰ) f′(x)=
令f'(x)=0可得x=.列表如下:
x | (0,1) | (1,) | | (,+∞) |
f'(x) | - | - | 0 | + |
f(x) | 减 | 减 | 极小值 | 增 |
单调减区间为(0,1),
(1,);增区间为
(,+∞).------------(5分)
(Ⅱ)由题,f′(x)=
对于函数h(x)=2lnx+-1,有h′(x)=
∴函数h(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增
∵函数f(x)有3个极值点x1<x2<x3,
从而hmin(x)=h()=2ln+1<0,所以a<,
当0<a<1时,h(a)=2lna<0,h(1)=a-1<0,
∴函数f(x)的递增区间有(x1,a)和(x3,+∞),递减区间有(0,x1),(a,1),(1,x3),
此时,函数f(x)有3个极值点,且x2=a;
∴当0<a<1时,x1,x3是函数h(x)=2lnx+-1的两个零点,----(9分)
即有,消去a有2x1lnx1-x1=2x3lnx3-x3
令g(x)=2xlnx-x,g'(x)=2lnx+1有零点x=,且x1<<x3
∴函数g(x)=2xlnx-x在(0,)上递减,在(,+∞)上递增
要证明 x1+x3>⇔x3>-x1⇔g(x3)>g(-x1)
因为g(x1)=g(x3),所以即证g(x1)>g(-x1)⇔g(x1)-g(-x1)>0
构造函数F(x)=g(x)-g(-x),则F()=0
只需要证明x∈(0,]单调递减即可.而F′(x)=2lnx+2ln(-x)+2,F″(x)=>0,所F'(x)在(0,]上单调递增,
所以F′(x)<F()=0.
∴当0<a<1时,x1+x3>.--------(15分)