已知函数f(x)=12ax2-2x-2+lnx,a∈R.(1)当a=0时,求f(x)的单调增区间;(2)若f(x)在(1,+∞)

2024-11-01 13:41:01
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(1)当a=0时,f(x)=-2x+2+lnx,
f(x)=

1
x
?2=
1?2x
x
>0

解得0<x<
1
2

∴f(x)的单调增区间是(0,
1
2
).
(2)∵令f(x)=ax?2+
1
x
=
ax2?2x+1
x
=0,
f(x)在(1,+∞)上只有一个极值点,
∴f′(x)=0在(1,+∞)上只有一个根且不是重根.
令g(x)=ax2-2x+1,x∈(1,+∞).
①当a=0时,g(x)=-2x+1,不在(1,+∞)上有一个根,舍去.
②当a>0时,g(x)=ax2-2x+1,在(1,+∞)上只有一个根,且不是重根,
∴g(1)<0,∴0<a<1;
③当a<0时,g(x)=ax2-2x+1,在(1,+∞)上只有一个根,且不是重根,
∴g(1)>0,∴a>1,矛盾.
综上所述,实数a的取值值范围是:0<a<1.
(3)当x1=x2时,满足条件.以下以讨论x1≠x2的情况.
①当a≥1时,f(x)=
ax2?2x+1
x
a(x?
1
a
)2?
1
a
+1
x

∵x∈(0,1],
1
a
∈(0,1]

∴a(x?
1
a
) 2
-
1
a
+1≥1-
1
a
≥0,
得到f′(x)≥0,
即f(x)在(0,1]上单调递增.
对于任意x1,x2∈(0,1],设x1<x2,则有f(x1)<f(x2),代入不等式:
|x1-x2|≤|f(x1)-f(x2)|,
∴f(x2)-f(x1)≥x2-x1
∴f(x2)-x2≥f(x1)-x1
引入新函数:h(x)=f(x)-x=
1
2
ax2-3x-2+lnx,
h(x)=ax?3+
1
x
=
ax2?3x+1
x

∴问题转化为h′(x)≥0,x∈(0,1]上恒成立,
∴ax2-3x+1≥0,
a≥
3x?1
x2

a≥ (
3x?1
x2
)
max

l(x)=
3x?1
x2