问题 解答题
已知函数f(x)=x2+alnx.
(1)当a=-2时,求函数f(x)的单调区间和极值;
(2)若g(x)=f(x)+
2
x
在[1,+∞)上是单调函数,求实数a的取值范围.
答案

(1)易知,函数f(x)的定义域为(0,+∞).…(1分)

当a=-2时,f′(x)=2x-

2
x
=
2(x+1)(x-1)
x
.…(2分)

当x变化时,f'(x)和f(x)的值的变化情况如下表:…(4分)

x(0,1)1(1,+∞)
f'(x)-0+
f(x)递减极小值递增
由上表可知,函数f(x)的单调递减区间是(0,1),单调递增区间是(1,+∞),极小值是f(1)=1.…(8分)

(2)由g(x)=x2+alnx+

2
x
,得g′(x)=2x+
a
x
-
2
x2
.…(9分)

又函数g(x)=x2+alnx+

2
x
为[1,+∞)上单调函数,

①若函数g(x)为[1,+∞)上的单调增函数,

则g'(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,

即不等式2x-

2
x2
+
a
x
≥0在[1,+∞)上恒成立.

也即a≥

2
x
-2x2在[1,+∞)上恒成立,

而φ(x)=

2
x
-2x2在[1,+∞)上的最大值为φ(1)=0,所以a≥0.…(12分)

②若函数g(x)为[1,+∞)上的单调减函数,

根据①,在[1,+∞)上φ(x)max=φ(1)=0,φ(x)没有最小值.…(13分)

所以g'(x)≤0在[1,+∞)上是不可能恒成立的.…(15分)

综上,a的取值范围为[0,+∞).…(16分)

问答题
单项选择题