题目内容
已知函数f(x)=a lnx+(a-1)x2+1 是减函数,则对于任意的x1,、x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|的充要条件是分析:利用f(x)递减,将绝对值符号去掉,变形;通过构造函数,转化为新函数递减;等价于其导函数小于等于0恒成立,求出a的范围.
解答:解:(必要性)不妨设x1>x2>0
∵f(x)是减函数
∴f(x1)<f(x2)
∴|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|即为f(x2)-f(x1)≥4x1-4x2
所以f(x2)+4x2≥f(x1)+4x1
构造函数g(x)=f(x)+4x,可知g(x)单调递减
∵g(x)=alnx+(a-1)x2+4x+1
∴g′(x)=
+2(a-1)x+4=
≤0在(0,+∞)恒成立
即2(a-1)x2+4x+a≤0在(0,+∞)恒成立
对称轴为x=
当a=1时,不合题意
当
解得a≤-1
(充分性)当a<-1时,易证得对于任意的x1,、x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|
综上知,对于任意的x1,、x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|的充要条件是a≤-1
故答案为:a≤-1
∵f(x)是减函数
∴f(x1)<f(x2)
∴|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|即为f(x2)-f(x1)≥4x1-4x2
所以f(x2)+4x2≥f(x1)+4x1
构造函数g(x)=f(x)+4x,可知g(x)单调递减
∵g(x)=alnx+(a-1)x2+4x+1
∴g′(x)=
| a |
| x |
| 2(a-1)x2+4x+a |
| x |
即2(a-1)x2+4x+a≤0在(0,+∞)恒成立
对称轴为x=
| 1 |
| 1-a |
当a=1时,不合题意
当
|
(充分性)当a<-1时,易证得对于任意的x1,、x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|
综上知,对于任意的x1,、x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|的充要条件是a≤-1
故答案为:a≤-1
点评:本题考查利用函数的单调性定义、考查通过构造新函数、将问题转化为新函数的单调性、考查利用导函数研究函数的单调性、考查解决二次不等式恒成立问题.
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