问题
解答题
已知f(x)=2lnx+
(1)若a=-8,判断f(x)在定义域上的单调性; (2)若f(x)在定义域上有两个极值点x1,x2(x1≠x2),求证:f(x1)+f(x2)≥
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答案
(1)当a=-8时,f(x)=2lnx-
,x>0,8x x+1
则f′(x)=
-2 x
=8 (x+1)2
≥0,2(x-1)2 x(x+1)2
∴f(x)在定义域上单调递增.
(2)证明:∵f′(x)=
+2 x a (x+1)2
=
,2x2+(4+a)2+2 x(x+1)2
∵f(x)在定义域上有两个极值点x1,x2(x1≠x2),
∴f′(x)=0有两个不相等的正实数根x1,x2,
则
,x1+x2=-
>04+a 2 x1x2=1>0 △=(4+a)2-16>0
而f(x1)+f(x2)=2lnx1+
+2lnx2+ax1 x1+1 ax2 x2+1
=2ln(x1x2)+a(
+x1 x1+1
)x2 x2+1
=2ln(x1x2)+a•
=a,2x1x2+x1+x2 x1x2+x1+x2+1
∵
(x+1)=a,f(x)-2lnx x
∴f(x1)+f(x2)≥
-2等价于f(x)+2 x
(x+1)≥f(x)-2lnx x
-2=f(x)+2 x
,f(x)-2(x-1) x
也就是要证明:对任意x>0,有lnx≤x-1,
令g(x)=lnx-x+1,(x>0),
由于g(1)=0,并且g′(x)=
-1,1 x
当x>1时,g′(x)<0,则g(x)在(1,+∞)上为减函数;
当0<x<1时,g′(x)>0,则g(x)在(0,1)上为增函数,
∴g(x)在(0,+∞)上有最大值g(1)=0,即g(x)≤0,
故f(x1)+f(x2)≥
-2.f(x)+2 x