问题 解答题

已知函数f(x)=x2+2x+alnx.

(1)若函数f(x)在区间(0,1)上是单调函数,求实数a的取值范围;

(2)当t≥1时,不等式f(2t-1)≥2f(t)-3恒成立,求实数a的取值范围.

答案

(1)函数f(x)的定义域是(0,+∞)

∵f(x)=x2+2x+alnx

f(x)=

2x2+2x+a
x
(x>0),

设g(x)=2x2+2x+a,则g(x)=(x+

1
2
)2-
1
2
+a,

∵函数f(x)在区间(0,1)上为单调增函数,

∴g(0)≥0,或g(1)≤0,

∴a≥0,或2+2+a≤0,

∴实数a的取值范围是{a|a≥0,或a≤-4}.

(2)不等式f(2t-1)≥2f(t)-3可化为2t2-4t+2≥alnt2-aln(2t-1)

∴2t2-alnt2≥2(2t-1)-aln(2t-1)

令h(x)=2x-alnx(x≥1),则问题可化为h(t2)≥h(2t-1)

∵t≥1,∴t2≥2t-1

要使上式成立,只需要h(x)=2x-alnx(x≥1)是增函数即可

g′(x)=2-

a
x
≥0在[1,+∞)上恒成立,即a≤2x在[1,+∞)上恒成立,故a≤2

∴实数a的取值范围是(-∞,2].

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