已知函数 f(x)=12x2?2alnx+(a?2)x,a∈R.(Ⅰ)当 a=1时,求函数 f(x)的最小值;(Ⅱ)当a<0时,讨

2025-04-27 20:19:51
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回答1:

(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f(x)=

1
2
x2?2alnx+(a?2)x,
当a=1时,f(x)=
1
2
x2?2lnx?x

f(x)=x?
2
x
?1=
x2?x?2
x
(x+1)(x?2)
x

∴当x∈(0,2)时,f'(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(2,+∞),f'(x)>0,f(x)为增函数.
∴f(x)在x=2时取得最小值,其最小值为f(2)=-2ln2.
(Ⅱ)∵f′(x)=x?
2a
x
+(a?2)=
x2+(a?2)x?2a
x
(x?2)(x+a)
x

∴(1)当-2<a<0时,若x∈(0,-a),f'(x)>0,f(x)为增函数;
若x∈(-a,2),f'(x)<0,f(x)为减函数;
若x∈(2,+∞),f'(x)>0,f(x)为增函数.
(2)当a=-2时,在(0,+∞)上f(x)≥0,f(x)为增函数;
(3)当a<-2时,若x∈(0,2),f'(x)>0,f(x)为增函数;
若x∈(2,-a),f'(x)<0,f(x)为减函数;
若x∈(-a,+∞),f'(x)>0,f(x)为增函数.
(Ⅲ)假设存在实数a使得对任意的 x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,有
f(x2)?f(x1)
x2?x1
>a
恒成立,
不妨设0<x1<x2,只要
f(x2)?f(x1)
x2?x1
>a
,即:f(x2)-ax2>f(x1)-ax1
令g(x)=f(x)-ax,只要 g(x)在(0,+∞)为增函数即可.
又函数g(x)=
1
2
x2?2alnx?2x

考查函数g′(x)=x?
2a
x
?2=
x2?2x?2a
x
(x?1)2?1?2a
x

要使g'(x)≥0在(0,+∞)恒成立,只要-1-2a≥0,即a≤?
1
2

故存在实数a∈(?∞,?
1
2
]
,对任意的 x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2
f(x2)?f(x1)
x2?x1
>a
恒成立.