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(2014•阳泉二模)已知函数f(x)=21nx+ax2-1 (a∈R)

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/04/29 04:35:50
(2014•阳泉二模)已知函数f(x)=21nx+ax2-1 (a∈R)
(I)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若a=1,试解答下列两小题.
(i)若不等式f(1+x)+f(1-x)<m对任意的0<x<l恒成立,求实数m的取值范围;
(ii)若x1,x2是两个不相等的正数,且以f(x1)+f(x2)=0,求证:x1+x2>2.
(I)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=
2
x+2ax
令f′(x)>0,∵x>0,∴2ax2+2>0
①当a≥0时,f′(x)>0在(0,+∞)上恒成立,∴f(x)递增区间是(0,+∞);
②当a<0时,由2ax2+2>0可得−

1
a<x<

1
a
x>0,∴f(x)递增区间是(0,

−a
−a),递减区间为(

−a
−a,+∞);
(Ⅱ)(i)设F(x)=f(1+x)+f(1-x)=2ln(1+x)+2ln(1-x)+2x2,则F′(x)=
4x3
x2−1
∵0<x<l,∴F′(x)<0在(0,1)上恒成立,∴F(x)在(0,1)上为减函数
∴F(x)<F(0)=0,∴m≥0,∴实数m的取值范围为[0,+∞);
(ii)证明:∵f(x1)+f(x2)=0,
∴21nx1+x12-1+21nx2+x22-1=0
∴2lnx1x2+(x1+x22-2x1x2-2=0
∴(x1+x22=2x1x2-2lnx1x2+2
设t=x1x2,则t>0,g(t)=2t-2lnt+2,∴g′(t)=
2(t−1)
t
令g′(t)>0,得t>1,∴g(t)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增
∴g(t)min=g(1)=4,∴(x1+x22>4,∴x1+x2>2.