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.