设函数.(1)当a=0时,求f(x)的极值;(2)设,在[1,+∞)上单调递增,求a的取值范围;(3)当a≠0时,求f(x)的单调区间.

发布时间:2020-07-31 15:00:16

设函数.
(1)当a=0时,求f(x)的极值;
(2)设,在[1,+∞)上单调递增,求a的取值范围;
(3)当a≠0时,求f(x)的单调区间.

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解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞).…(1分)
当a=0时,f(x)=2lnx+,
∴f′(x)=-=,…(2分)
由f'(x)=0得x=,
于是,f(x),f'(x)随x变化如下表:
x(0,)(,+∞)f(x)-0+f'(x)减函数极小值增函数故,f(x)极小值=f()=2-ln2,没有极大值.…(4分)
(2)由题意,g(x)=(2-a)lnx+2ax,在[1,+∞)上单调递增,
∴g′(x)=+2a≥0在[1,+∞)上恒成立,
设h(x)=2ax+2-a≥0在[1,+∞)上恒成立,…(5分)
当a=0时,2≥0恒成立,符合题意.…(6分)
当a>0时,h(x)在[1,+∞)上单调递增,h(x)的最小值为h(1)=2a+2-a≥0,得a≥-2,所以a>0…(7分)
当a<0时,h(x)在[1,+∞)上单调递减,不合题意
所以a≥0…(9分)
(3)由题意得,f′(x)=,
令f'(x)=0得x1=-,x2=,…(10分)
若a>0,由f'(x)≤0得x∈(0,];由f'(x)≥0得x∈[,+∞);…(11分)
若a<0,①当a<-2时,0<-<,x∈(0,-]或x∈[,+∞),f'(x)≤0;x∈[-,],f'(x)≥0,
②当a=-2时,f'(x)≤0;
③当-2<a<0时,->,x∈(0,]或x∈[-,+∞),f'(x)≤0;x∈[,-],f'(x)≥0.
综上,当a>0时,函数的单调递减区间为(0,],单调递增区间为[,+∞);
当a<-2时,函数的单调递减区间为(0,-],[,+∞),单调递增区间为[-,];
当a=-2时,函数的单调递减区间为(0,+∞);
当-2<a<0时,函数的单调递减区间为(0,],[-,+∞),单调递增区间为[,-].…(14分)
解析分析:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),当a=0时,f(x)=2lnx+,可求得f′(x)=,将f(x),f'(x)随x变化情况列表即可求得f(x)的极值;(2)由题意,g(x)=(2-a)lnx+2ax,在[1,+∞)上单调递增?g′(x)=+2a≥0在[1,+∞)上恒成立,设h(x)=2ax+2-a≥0在[1,+∞)上恒成立,对a分a=0,a>0,a<0讨论即可求得
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