已知函数f(x)=ax2-x-lnx(a∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当a=1时,证明:(x-1)(x2lnx-f(x))≥0.
(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=2ax2-x-1 x
令g(x)=2ax2-x-1,x∈(0,+∞)
(1)当a≤0时,g(x)<0,此时f'(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上为减函数;
(2)当a>0时,方程2ax2-x-1=0有两根x1=
,x2=1+ 1+8a 4a
,1- 1+8a 4a
且x1>0,x2<0,此时当x∈(0,
)时,f'(x)<0,1+ 1+8a 4a)
当x∈(
,+∞)时,f'(x)>0,1+ 1+8a 4a
故f(x)在(0,
)为减函数,在(1+ 1+8a 4a
,+∞)为增函数;1+ 1+8a 4a
所以当a≤0时,函数f(x)的递减区间为(0,+∞),
当a>0时,函数f(x)的递增区间为(
,+∞),递减区间为(0,1+ 1+8a 4a
).1+ 1+8a 4a
(Ⅱ)当a=1时,f(x)=x2-x-lnx,x2lnx-f(x)=x2lnx+x+lnx-x2,
由(Ⅰ)知f(x)在(0,1)为减函数,在(1,+∞)为增函数,
所以f(1)=0为f(x)的最小值,即f(x)≥0,所以x+lnx-x2≤0,
故当0<x≤1时,x2lnx-f(x)≤0,所以(x-1)(x2lnx-f(x))≥0,
当x>1时,x2lnx-f(x)=lnx+x2(lnx+
-1),1 x
令φ(x)=lnx+
-1,则1 x
φ'(x)=
-1 x
>0,所以φ(x)在(1,+∞)为增函数,可得出φ(x)>0,1 x2
又因lnx>0,x2>0,所以lnx+x2(lnx+
-1)>0,1 x
故当x>1时,(x-1)(x2lnx-f(x))>0,
综上所述,当a=1时,(x-1)(x2lnx-f(x))≥0.