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已知函数f(x)=(a+1)lnx+ax2+1.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/24 13:57:14
已知函数f(x)=(a+1)lnx+ax2+1.
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)设a≤-2,证明:对任意x1,x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|.
已知函数f(x)=(a+1)lnx+ax2+1.
(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=
a+1
x+2ax=
2ax2+a+1
x.
当a≥0时,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)单调增加;
当a≤-1时,f′(x)<0,故f(x)在(0,+∞)单调减少;
当-1<a<0时,令f′(x)=0,解得x=
-
a+1
2a.当x∈(0,
-
a+1
2a)时,f′(x)>0;
x∈(
-
a+1
2a,+∞)时,f′(x)<0,
故f(x)在(0,
-
a+1
2a)单调增加,在(
-
a+1
2a,+∞)单调减少.
(Ⅱ)不妨假设x1≤x2.由于a≤-2,故f(x)在(0,+∞)单调递减.
所以|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|等价于f(x1)-f(x2)≥4x2-4x1
即f(x2)+4x2≤f(x1)+4x1
令g(x)=f(x)+4x,则g′(x)=
a+1
x+2ax+4=
2ax2+4x+a+1
x.
于是g′(x)≤
-4x2+4x-1
x=
-(2x-1)2
x≤0.
从而g(x)在(0,+∞)单调减少,故g(x1)≥g(x2),
即f(x1)+4x1≥f(x2)+4x2,故对任意x1,x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|.