问题
解答题
已知函数f(x)=alnx+
(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+
x2+1.1 2
则f′(x)=-
+x. 1 x
令f′(x)>0,得-
+x>0,即1 x
>0,解得:x<0或x>1.x2-1 x
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+
x2+(a+1)x+1.1 2
因为函数f(x)在(0,+∞)上是增函数,
所以f′(x)=
+x+a+1=a x
=x2+(a+1)x+a x
≥0对x∈(0,+∞)恒成立. (x+1)(x+a) x
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+
x2+(a+1)x+1-2x,则g(x)在(0,+∞)上应是增函数. 1 2
所以g′(x)=
+x+(a+1)-2=a x
≥0对x∈(0,+∞)恒成立.x2+(a-1)x+a x
即x2+(a-1)x+a≥0对x∈(0,+∞)恒成立.
即a≥-
对x∈(0,+∞)恒成立x2-x x+1
因为-
=-(x+1+x2-x x+1
-3)≤3-22 x+1
(当且仅当x+1=2
即x=2 x+1
-1时取等号),2
所以a≥3-2
.2
所以实数a的最小值为3-2
.2