设函数f(x)=ln(x−1)+2ax(a∈R)

1个回答

  • (1)由题意可知函数f(x)的定义域为(1,+∞),f′(x)=

    1

    x−1−

    2a

    x2=

    x2−2ax+2a

    x2(x−1),

    设g(x)=x2-2ax+2a,△=4a2-8a=4a(a-2),

    ①当△≤0,即0≤a≤2,g(x)≥0,

    ∴f′(x)≥0,f(x)在(1,+∞)上单调递增.

    ②当a<0时,g(x)的对称轴为x=a,当x>1时,由二次函数的单调性可知g(x)>g(1)>0,

    ∴f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上单调递增.

    ③当a>2时,设x1,x2(x1<x2)是方程x2-2ax+2a=0的两个根,则x1=a−

    a2−2a>1,x2=a+

    a2−2a,

    当1<x<x1或x>x2时,f′(x)>0,f(x)在(1,x1),(x2,+∞)上是增函数.

    当x1<x<x2时,f′(x)<0,f(x)在(x1,x2)上是减函数.

    综上可知:当a≤2时,f(x)在(1,+∞)上单调递增;

    当a>2时,f(x)的单调增区间为(1,x1),(x2,+∞),单调递减区间为(x1,x2).

    (2)

    ln(x−1)

    x−2>

    a

    x可化为

    1

    x−2[ln(x−1)+

    2a

    x−a]>0,即

    1

    x−2[f(x)−a]>0,(*)

    令h(x)=f(x)-a,由(1)知:

    ①当a≤2时,f(x)在(1,+∞)上是增函数,所以h(x)在(1,+∞)是增函数.

    因为当1<x<2时,h(x)<h(2)=0,∴(*)式成立;

    当x>2时,h(x)>h(2)=0,∴(*)成立;

    所以当a≤2时,(*)成立

    ②当a>2时,因为f(x)在(x1,2)上是减函数,所以h(x)在(x1,2)上是减函数,所以当x1<x<2时,h(x)>h(2)=0,(*)不成立.

    综上可知,a的取值范围为(-∞,2].