题目内容

6.已知函数f(x)=$\frac{1}{2}{x^2}$+2alnx+(a+2)x,a∈R
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)是否存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,1)且x1≠x2,有$\frac{{f({x_2})-f({x_1})}}{{{x_2}-{x_1}}}$>a恒成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,说明理由.

分析 (1)求导函数,求出函数的零点,再进行分类讨论,从而可确定函数y=f(x)的单调性与单调区间.
(2)对任意的x1,x2∈(0,1)且x1≠x2,有$\frac{{f({x_2})-f({x_1})}}{{{x_2}-{x_1}}}$>a恒成立,得到f′(x)=$\frac{2a}{x}$+(2+a)+x>a,在(0,1)恒成立,由此可求a的取值范围.

解答 解:(1)由题意得,f′(x)=$\frac{2a}{x}$+(2+a)+x=$\frac{(x+2)(x+a)}{x}$(x>0),
由f′(x)=0,x2=-a,x=-2(舍去)
①当a≥0时,f′(x)>0,恒成立,故f(x)在(0,+∞)上单调递增,
②当a<0时,f′(x)>0,又x>0,可得x>-a,令f′(x)<0,可得0<x<-a,
∴函数f(x)的单调增区间是(-a,+∞),单调减区间是(0,-a);
(2)∵对任意的x1,x2∈(0,1)且x1≠x2,有$\frac{{f({x_2})-f({x_1})}}{{{x_2}-{x_1}}}$>a恒成立
∴f′(x)=$\frac{2a}{x}$+(2+a)+x>a,在(0,1)恒成立,
∴2a>-x2-2x=-(x+1)2+1,
设g(x)=-(x+1)2+1,x∈(0,1),
∴g(x)在(0,1)上单调递减,
∴g(x)<g(0)=0
∴2a≥0,
∴a≥0,
故a的取值范围为[0,+∞)

点评 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,考查恒成立问题,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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