问题 解答题

设a>0,讨论函数f(x)=lnx+a(1-a)x2-2(1-a)x的单调性.

答案

定义域{x|x>0}

f′(x)=

1
x
+2a(1-a)x-2(1-a)=
2a(1-a)x2-2(1-a)x+1
x

设g(x)=2a(1-a)x2-2(1-a)x+1,x∈(0,+∞)

①若a=1,则g(x)=1>0

∴在(0,+∞)上有f'(x)>0,即f(x)在(0,+∞)上是增函数.

②若a>1则2a(1-a)<0,g(x)的图象开口向下,

此时△=[-2(1-a)]2-4×2a(1-a)×1=4(1-a)(1-3a)>0

方程2a(1-a)x2-2(1-a)x+1=0有两个不等的实根

不等的实根为x1=

2(1-a)+
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
,x2=
2(1-a)-
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)

且x1<0<x2

∴在(0,

2(1-a)-
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
)上g(x)>0,

即f'(x)>0,f(x)是增函数;

在(

2(1-a)-
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
,+∞)上g(x)<0,

即f'(x)<0,f(x)是减函数;

③若0<a<1则2a(1-a)>0,g(x)的图象开口向上,

此时△=[-2(1-a)]2-4×2a(1-a)×1=4(1-a)(1-3a)

可知当

1
3
≤a<1时,△≤0,故在(0,+∞)上,g(x)≥0,

即f'(x)≥0,f(x)是增函数;

当0<a<

1
3
时,△>0,方程2a(1-a)x2-2(1-a)x+1=0有两个不等的实根

不等的实根满足

2(1-a)+
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
2(1-a)-
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
>0

故在(0,

2(1-a)-
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
)和(
2(1-a)+
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
,+∞)上g(x)>0,

即f'(x)>0,f(x)是增函数;

在(

2(1-a)-
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
2(1-a)+
4(1-a)(1-3a)
4a(1-a)
)上g(x)<0,

即f'(x)<0,f(x)是减函数.

多项选择题
单项选择题