已知函数f(x)=(a+1)lnx+ax2+1.

已知函数f(x)=(a+1)lnx+ax2+1.
(1)当a=-[1/3]时,求f(x)的最大值;
(2)a≤-2时,判断函数f(x)的单调性;
(3)若a≤-2,证明对任意x1,x2∈(0,+∞),均有|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|.
wqetweqtwequio 1年前 已收到1个回答 举报

zgrmxd 幼苗

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解题思路:(1)当a=-[1/3]时,求函数的导数,利用最值和导数之间的关系,即可求f(x)的最大值;
(2)a≤-2时,求函数的导数,利用导数即可判断函数f(x)的单调性;
(3)若a≤-2,根据函数f(x)的单调性,将不等式进行等价转化,即可证明不等式.

(1)f(x)=
2
3lnx−
1
3x2+1∴f′(x)=
2
3x−
2x
3=
−2(x+1)(x+1)
3x
当x∈(0,+∞)变化时,f(x),f'(x)变化情况如下表:

x(0,1)1(1,+∞)
f(x)+0-
f'(x)单调递增极大值单调递减∴当x=1时,f(x)取得极大值,也是最大值f(1)=
2
3
即f(x)max=
2
3.
(2)f′(x)=
a+1
x+2ax
∵x>0,a+1<0,2a<0,
∴[a+1/x+2ax<0恒成立f(x)在(0,+∞)是减函数.
(3)∵f(x)在(0,+∞)单调减,∴不妨设x1>x2>0
则|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|⇔f(x2)-f(x1)≥4x1-4x2
即f(x2)+4x2≥f(x1)+4x1
∴f(x)+4x在(0,+∞)单调减,
设g(x)=f(x)+4x=(a+1)lnx+ax2+4x+1(x>0),
g′(x)=
a+1
x+2ax+4=
2ax2+4x+a+1
x],
∵a≤-2,
∴△=16-4×2a×(a+1)=-8(a2+a-2)=-8(a+2)(a-1)≤0,
∴g′(x)=
a+1
x+2ax+4=
2ax2+4x+a+1
x≤0恒成立.
∴g(x)为减函数,
∴|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|对∀x∈(0,+∞)均成立.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题主要考查导数的应用,要求熟练掌握函数单调性,最值和导数之间的关系,综合性较强,难度较大.

1年前

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