题目内容

已知函数f(x)=x2+2x+alnx.

(1)若f(x)在区间(0,1]上恒为单调函数,求实数a的取值范围;

(2)当t≥1时,不等式f(2t-1)≥2f(t)-3恒成立,求实数a的范围.

解:f′(x)=2x++2,                                                         

(1)若f(x)是(0,1]上的增函数,则f′(x)=2x++2≥0.

在(0,1]上恒成立,即a≥-2x2-2x.

令g(x)=-2x2-2x,x∈(0,1],∴g(x)max=0,∴a≥0.                                    

若f(x)在(0,1]上单调递减,则f′(x)=2x++2≤0.

在x∈(0,1]上恒成立,

即a≤-2x2-2x,x∈(0,1],g(x)=-2x2-2x,当x∈(0,1],g(x)min=-4.∴a≤-4,                 

∴当f(x)在(0,1]恒为单调函数时,a≥0或a≤-4.                                 

(2)∵f(x)=x2+2x+alnx,由f(2t-1)≥2f(t)-3得

(2t-1)2+2(2t-1)+aln(2t-1)≥2(t2+2t+alnt)-3,

化简为:2(t-1)≥aln.①                                                   

∵当t>1时,有t2>2t-1,∴ln>0.

故a≤,②                                                           

构造函数m(x)=ln(1+x)-x  (x>-1),

m′(x)=-1=,

则m(x)在x=0取得极大值,同时也是最大值,故m(x)≤m(0),

从而ln(1+x)≤x在x>-1时恒成立,故

ln=ln[1+]≤<(t-1)2,③

当t>1时恒成立,而t=1时,③式取得“=”,

∴ln≤(t-1)2,④

当t≥1时恒成立,因此由②③④可知实数a的范围为a≤2.

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