问题 解答题
设函数f(x)=alnx+
2
a
x
(a≠0)

(1)已知曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线l的斜率为2-3a,求实数a的值;
(2)讨论函数f(x)的单调性;
(3)在(1)的条件下,求证:对于定义域内的任意一个x,都有f(x)≥3-x.
答案

(1)∵f(x)=alnx+

2
a
x
(a≠0),

∴f(x)的定义域为{x|x>0},

f(x)=

a
x
-
2a2
x2

∵曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线l的斜率为2-3a,

∴f′(1)=a-2a2=2-3a,

解得a=1.

(2)f(x)=

a
x
-
2a2
x2
=
a(x-2a)
x2

①当a<0时,∵x>0,∴x-2a>0,a(x-2a)<0,

∴f′(x)<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;

②当a>0时,若0<x<2a,则a(x-2a)<0,f′(x)<0,

函数f(x)在(0,2a)上单调递减;

若x>2a,则a(x-2a)>0,f′(x)>0,函数在(2a,+∞)上单调递增.

综上所述,当a<0时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;

当a>0时,函数f(x)在(0,2a)上单调递减,在(2a,+∞)上单调递增.

(3)由(1)知,f(x)=lnx+

2
x

设g(x)=f(x)-(3-x),则g(x)=lnx+

2
x
+x-3,

g(x)=

1
x
-
2
x2
+1=
x2+x-2
x2
=
(x-1)(x+2)
x2
,x>0

当x变化时,g′(x),g(x)的变化如下表:

 x (0,1) 1(1,+∞) 
 g′(x)- 0+
 g(x) 极小值
∴x=1是g(x)在(0,+∞)上的唯一极值点,且是极小值点,

从而也是g(x)的最小值点,

∴g(x)≥g(1)=ln1+2+1-3=0,

∴g(x)=f(x)-(3-x)≥0,

∴对于定义域内的任意一个x,都有f(x)≥3-x.

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