问题 解答题
已知函数f(x)=alnx+
1
2
x2+(a+1)x+1

(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调增区间;
(2)若函数f(x)在(0,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;
(3)若a>0,且对任意x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2,都有|f(x1)-f(x2)|>2|x1-x2|,求实数a的最小值.
答案

(1)当a=-1时,f(x)=-lnx+

1
2
x2+1.

则f′(x)=-

1
x
+x. 

令f′(x)>0,得-

1
x
+x>0,即
x2-1
x
>0
,解得:x<0或x>1.

因为函数的定义域为{x|x>0},

所以函数f(x)的单调增区间为(1,+∞).

(2)由函数f(x)=alnx+

1
2
x2+(a+1)x+1.

因为函数f(x)在(0,+∞)上是增函数,

所以f′(x)=

a
x
+x+a+1=
x2+(a+1)x+a
x
=
(x+1)(x+a)
x
≥0对x∈(0,+∞)恒成立. 

即x+a≥0对x∈(0,+∞)恒成立.

所以a≥0. 

即实数a的取值范围是[0,+∞).

(3)因为a>0,由(2)知函数f(x)在(0,+∞)上是增函数.

因为x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2,不妨设x1>x2,所以f(x1)>f(x2).

由|f(x1)-f(x2)|>2|x1-x2|恒成立,可得f(x1)-f(x2)>2(x1-x2),

即f(x1)-2x1>f(x2)-2x2恒成立.

令g(x)=f(x)-2x=alnx+

1
2
x2+(a+1)x+1-2x,则g(x)在(0,+∞)上应是增函数.  

所以g′(x)=

a
x
+x+(a+1)-2=
x2+(a-1)x+a
x
≥0对x∈(0,+∞)恒成立.

即x2+(a-1)x+a≥0对x∈(0,+∞)恒成立.

即a≥-

x2-x
x+1
对x∈(0,+∞)恒成立

因为-

x2-x
x+1
=-(x+1+
2
x+1
-3)≤3-2
2
(当且仅当x+1=
2
x+1
即x=
2
-1时取等号),

所以a≥3-2

2

所以实数a的最小值为3-2

2

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