(2008•镇江一模)已知a为实数,函数f(x)=x2-2alnx.

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  • 解题思路:(1)求导函数,对a分类讨论,确定函数的单调性,即可求出f(x)在[1,+∞)上的最小值g(a);

    (2)分必要性与充分性进行论证,正确构造函数g(x)=f(x)-2ax=x2-2alnx-2ax,将方程f(x)=2ax有唯一解,转化为g(x)=0有唯一解,即可得证.

    (1)求导函数,可得f′(x)=2•

    x2−a

    x(x>1)

    ①a≤1,x>1,则f′(x)>0,∴f(x)在[1,+∞)上是单调递增函数,∴f(x)min=f(1)=1;

    ②a>1,x>1,令f′(x)=0,可得x=

    a

    当x∈(1,

    a)时,f′(x)<0,函数在[1,+∞)上是单调递减函数;当x∈(

    a,+∞)时,f′(x)>0,函数在[1,+∞)上是单调递增函数,

    ∴x=

    a时,f(x)min=a-alna

    ∴g(a)=

    1,a≤1

    a−alna,a>1;

    (2)证明:记g(x)=f(x)-2ax=x2-2alnx-2ax,则g′(x)=

    2

    x(x2−ax−1)

    ①充分性:若a=

    1

    2,则g(x)=x2-lnx-x,g′(x)=

    1

    x(2x+1)(x−1)

    当x∈(0,1)时,g′(x)<0,g(x)在(0,1)上是单调递减函数;

    当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)上是单调递增函数,

    ∴当x=1时,g(x)min=g(1)=0,即g(x)≥0,当且仅当x=1时取等号,

    ∴方程f(x)=2ax有唯一解;

    ②必要性:若方程f(x)=2ax有唯一解,即g(x)=0有唯一解,令g′(x)=0,可得x2-ax-a=0,

    ∵a>0,x>0,∴x

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;充要条件.

    考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,考查充要性的证明,考查分类讨论是数学思想,难度大.