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已知函数g(x)=(2-a)lnx,h(x)=lnx+ax2(a∈R),令f(x)=g(x)+h′(x).

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/11/14 18:07:18
已知函数g(x)=(2-a)lnx,h(x)=lnx+ax2(a∈R),令f(x)=g(x)+h′(x).
(Ⅰ)当a=0时,求f(x)的极值;
(Ⅱ)当a<0时,求f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当-3<a<-2时,若存在λ1,λ2∈[1,3],使得|f(λ1)-f(λ2)|>(m+ln3)a-2ln3成立,求m的取值范围.
已知函数g(x)=(2-a)lnx,h(x)=lnx+ax2(a∈R),令f(x)=g(x)+h′(x).
(Ⅰ)依题意,h′(x)=
1
x+2ax,
∴f(x)=(2-a)lnx+
1
x+2ax,其定义域为(0,+∞),
当a=0时,f(x)=2lnx+
1
x,f′(x)=
2
x−
1
x2=
2x−1
x2,
令f′(x)=0,解得x=
1
2,
当0<x<
1
2时,f′(x)<0;当x>
1
2时,f′(x)>0,
∴f(x)的单调递减区间为(0,
1
2),单调递增区间为(
1
2,+∞);
∴x=
1
2时,f(x)有极小值为f(
1
2)=2-2ln2,无极大值;
(Ⅱ)f′(x)=
2−a
x−
1
x2+2a=
2ax2+(2−a)x−1
x2=
a(2x−1)(x+
1
a)
x2(x>0),
当-2<a<0时,-
1
a>
1
2,令f′(x)<0,得0<x<
1
2或x>-
1
a,
令f′(x)>0,得
1
2<x<−
1
a;
当a=-2时,f′(x)=-
(2x−1)2
x2≤0;
当a<-2时,-
1
a<
1
2,令f′(x)<0,得x<-
1
a或x>
1
2,
令f′(x)>0,得-
1
a<x<
1
2;
综上所述:当-2<a<0时,f(x)的单调减区间为(0,
1
2),(-
1
a,+∞),单调增区间为(
1
2,-
1
a);
当a=-2时,f(x)的单调减区间为(0,+∞);当a<-2时,f(x)的单调减区间为(0,-
1
a),(
1
2,+∞),单调增区间为(-
1
a,
1
2);
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当-3<a<-2时,f(x)在[1,3]上单调递减,
∴f(x)max=f(1)=2a+1;f(x)min=f(3)=(2-a)ln3+
1
3+6a,
∴|f(λ1)-f(λ2)|max=f(1)-f(3)=(1+2a)-[(2-a)ln3+
1
3+6a]=
2
3−4a+(a−2)ln3,
∵存在λ1,λ2∈[1,3],使得|f(λ1)-f(λ2)|>(m+ln3)a-2ln3成立,
∴(m+ln3)a-2ln3<
2
3-4a+(a-2)ln3,整理得ma<
2
3−4a,
又a<0,∴m>
2
3a-4,
又∵-3<a<-2,∴-
1
3<
2
3a<−
2
9,
∴-
13
3<
2
3a−4<−
38
9,
∴m≥−
38
9.