题目内容
【题目】设函数f(x)=ax2+(1﹣2a)x﹣lnx(a∈R).
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当a>0时,证明f(x)≥ln(ae2)﹣2a(e为自然对数的底数).
【答案】(1)见解析 (2)证明见解析
【解析】
(1)先求出导函数f'(x),再对a分情况讨论,分别求出函数f(x)的单调区间;
(2)由(1)可知当a>0时,f(x)的最小值为f(1)=1﹣a,令g(a)=1﹣a﹣(lnae2﹣2a)=a﹣1﹣lna,利用导数得到g(a)的最小值为g(1)=0,所以g(a)≥0,即证得f(x)≥ln(ae2)﹣2a.
(1)f'(x)=2ax+(1﹣2a),x>0,
①当a≥0时,令f'(x)>0得:x>1;令f'(x)<0得:0<x<1,
∴函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞),单调递减区间为(0,1),
②当a<0时,若1,即a时,f'(x)≤0,f(x)的单调递减区间为(0,+∞),
若1即a<0时,f(x)的单调递减区间为(0,1),(,+∞),单调递增区间为(1,),
若1即a时,f(x)的单调递减区间为(0,),(1,+∞),单调递增区间为(,1);
(2)由(1)可知当a>0时,f(x)的最小值为f(1)=1﹣a,
令g(a)=1﹣a﹣(lnae2﹣2a)=a﹣1﹣lna,
∴g'(a)=1,
∴当a∈(0,1)时,g'(a)<0,g(a)单调递减;
当a∈(1,+∞)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
∴g(a)的最小值为g(1)=0,
∴g(a)≥0,
∴1﹣a≥lnae2﹣2a,
即f(x)≥ln(ae2)﹣2a.
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