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.