问题
解答题
已知函数f(x)=ln
(1)若f(x)是单调函数,求a的取值范围; (2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:f(x1)+f(x2)>3-2ln2. |
答案
(Ⅰ)f(x)=-lnx-ax2+x,
f′(x)=-
-2ax+1=-1 x
.…(2分)2ax2-x+1 x
令△=1-8a.
当a≥
时,△≤0,f′(x)≤0,f(x)在(0,+∞)单调递减.…(4分)1 8
当0<a<
时,△>0,方程2ax2-x+1=0有两个不相等的正根x1,x2,1 8
不妨设x1<x2,
则当x∈(0,x1)∪(x2,+∞)时,f′(x)<0,
当x∈(x1,x2)时,f′(x)>0,
这时f(x)不是单调函数.
综上,a的取值范围是[
,+∞).…(6分)1 8
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当且仅当a∈(0,
)时,f(x)有极小值点x1和极大值点x2,1 8
且x1+x2=
,x1x2=1 2a
.1 2a
f(x1)+f(x2)=-lnx1-ax12+x1-lnx2-ax22+x2
=-(lnx1+lnx2)-
(x1-1)-1 2
(x2-1)+(x1+x2)1 2
=-ln(x1x2)+
(x1+x2)+1=ln(2a)+1 2
+1.…(9分)1 4a
令g(a)=ln(2a)+
+1,a∈(0,1 4a
],1 8
则当a∈(0,
)时,g′(a)=1 8
-1 a
=1 4a2
<0,g(a)在(0,4a-1 4a2
)单调递减,1 8
所以g(a)>g(
)=3-2ln2,即f(x1)+f(x2)>3-2ln2.…(12分)1 8