已知函数f(x)=一2(x+a)lnx+x2一2ax一2a2+a,其中a>0. 证明:存在a∈(0,1),使得f(x)≥0在区间(1,+∞)内恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解.

admin2019-08-05  19

问题 已知函数f(x)=一2(x+a)lnx+x2一2ax一2a2+a,其中a>0.
证明:存在a∈(0,1),使得f(x)≥0在区间(1,+∞)内恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解.

选项

答案由已知得f(x)=g(x)在(1,+∞)内单调递增.且f(1)=-2-2a+2-2a=一4a<0,f(+∞)>0.由零点存在性定理得存在唯一x0∈(1,+∞),使得f(x0)=一2lnx0-2一[*]+2x0-2a=0①.所以f(x)在(1,x0)上单调递减,(x0,+∞)上单调递增.所以满足f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解只需满足f(x)min=f(x0)=0即可.f(x0)=2(x0+a)lnx02+x02-2ax0一2a2+a=0,将①代入化简得: 2a2+(5x0一2x02)a一(x03一2x02)=0,(2a一x0)(a+x02—2x0)=0,a=[*],a=2x0-x02. 当a=[*](x0>1)时,此时①变形为2a一2ln2a一3=0,在([*],1)上有解.令h(a)=2a一2ln2a一3,h(a) =2—[*],所以h(a)在(0,1)上单调递减.[*]=1—3<0不满足.当a=2x0一x02时,此时① 变形为2x02—2lnx0一6=0在(1,2)上有解.不妨设[*]=1—3<0,所以h(x0)在(1,2)上单调递增. h(1)=一4,h(2)=2—2ln2>0.所以2x02一2lnx0一6=0在(1,2)上有解.所以结论得证.

解析
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