题目内容

【题目】已知函数(a>0).

(1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)证明:对任意x[1,+∞),有f(x)≤2x-a2

【答案】(1)详见解析(2)详见解析

【解析】

(1)对函数求导,分情况讨论导函数的正负,进而得到单调区间;(2)构造函数,对函数求导,研究函数的单调性,得到函数的最值,证明函数的最大值小于0即可.

(1)解:

①当0<a≤1时,由f'(x)<0,得[(1+a)x-1][(1-a)x+1]<0,

解得

由f'(x)>0,得[(1+a)x-1][(1-a)x+1]>0,解得

故函数f(x)的单调递减区间为(0,),单调递增区间为(,+∞).

②当a>1时,由f'(x)<0,得

由f'(x)>0,得

故函数f(x)的单调递减区间为(0,),(,+∞),单调递增区间为

(2)证明:构造函数

因为Δ=(2a)2-4(1+a2)<0,

所以(1+a2)x2-2ax+1>0,即g'(x)<0.

故g(x)在区间[1,+∞)上是减函数.

又x≥1,所以g(x)≤g(1)=-(1+a2)+1+a2=0.

故对任意x∈[1,+∞),有f(x)≤2x-a2

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