问题
解答题
已知函数f(x)=alnx+
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x-2y=0垂直,求实数a的值; (Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性; (Ⅲ)当a∈(-∞,0)时,记函数f(x)的最小值为g(a),求证:g(a)≤
|
答案
(I)f(x)的定义域为{x|x>0},f′(x)=
-a x
+1(x>0)2a2 x2
根据题意,有f′(1)=-2,所以2a2-a-3=0,解得a=-1或a=
.3 2
(II)f′(x)=
(x>0)(x-a)(x+2a) x2
(1)当a>0时,因为x>0,
由f′(x)>0得(x-a)(x+2a)>0,解得x>a;
由f′(x)<0得(x-a)(x+2a)<0,解得0<x<a.
所以函数f(x)在(a,+∞)上单调递增,在(0,a)上单调递减;
(2)当a<0时,因为x>0,
由f′(x)>0得(x-a)(x+2a)>0,解得x>-2a;
由f′(x)<0得(x-a)(x+2a)<0,解得0<x<-2a.
所以函数f(x)在(-2a,+∞)上单调递增,在(0,-2a)上单调递减;
(III)证明:由(Ⅱ)知,当a∈(-∞,0)时,函数f(x)的最小值为g(a),且g(a)=f(-2a)=aln(-2a)-3a,
∴g′(a)=ln(-2a)-2,
令g′(a)=0,得a=-
e2.1 2
当a变化时,g′(a),g(a)的变化情况如下表:
a | (-∞,-
| -
| (-
| ||||||
g′(a) | + | 0 | - | ||||||
g(a) | 极大值 |
1 |
2 |
所以g(a)max=g(-
e2)=1 2
e2.1 2
所以,当a∈(-∞,0)时,g(a)≤
e2成立.1 2