题目内容

【题目】设常数a≥0,函数f(x)=x﹣ln2x+2alnx﹣1
(1)令g(x)=xf'(x)(x>0),求g(x)的最小值,并比较g(x)的最小值与0的大小;
(2)求证:f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(3)求证:当x>1时,恒有x>ln2x﹣2alnx+1.

【答案】
(1)解:∵f(x)=x﹣(lnx)(lnx)+2alnx﹣1,x∈(0,+∞)

,=

∴g(x)=xf'(x)=x﹣2lnx+2a,x∈(0,+∞)

,令g'(x)=0,得x=2,

列表如下:

∴g(x)在x=2处取得极小值g(2)=2﹣2ln2+2a,

即g(x)的最小值为g(2)=2﹣2ln2+2a.(6分)g(2)=2(1﹣ln2)+2a,

∵ln2<1,∴1﹣ln2>0,又a≥0,

∴g(2)>0


(2)证明:由(Ⅰ)知,g(x)的最小值是正数,

∴对一切x∈(0,+∞),恒有g(x)=xf'(x)>0

从而当x>0时,恒有f'(x)>0

故f(x)在(0,+∞)上是增函数


(3)证明:由(Ⅱ)知:f(x)在(0,+∞)上是增函数,

∴当x>1时,f(x)>f(1)

又f(1)=1﹣ln21+2aln1﹣1=0

∴f(x)>0,即x﹣1﹣ln2x+2alnx>0

∴x>ln2x﹣2alnx+1

故当x>1时,恒有x>ln2x﹣2alnx+1


【解析】(1)依题意求出g(x)的表示式,用导数研究其单调性求出其最小值再与0比较;(2)利用(1)的结论进行证明,判断时要求注意研究的区间是(0,+∞)这一特征;(3)由(2)的结论知只须证明f(1)非负即可.
【考点精析】认真审题,首先需要了解复合函数单调性的判断方法(复合函数f[g(x)]的单调性与构成它的函数u=g(x),y=f(u)的单调性密切相关,其规律:“同增异减”),还要掌握函数的最值及其几何意义(利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值;利用图象求函数的最大(小)值;利用函数单调性的判断函数的最大(小)值)的相关知识才是答题的关键.

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