问题 解答题
已知函数f(x)=alnx+
2a2
x
+x(a≠0).
(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)≤
1
2
e2
答案

(I)f(x)的定义域为{x|x>0},f′(x)=

a
x
-
2a2
x2
+1(x>0)

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

(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=-

1
2
e2

当a变化时,g′(a),g(a)的变化情况如下表:

a(-∞,-
1
2
e2
-
1
2
e2
(-
1
2
e2
,0)
g′(a)+0-
g(a)极大值
∴-
1
2
e2
是g(a)在(-∞,0)上的唯一极值点,且是极大值点,从而也是g(a)的最大值点.

所以g(a)max=g(-

1
2
e2)=
1
2
e2

所以,当a∈(-∞,0)时,g(a)≤

1
2
e2成立.

单项选择题
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