由题意x>0,f′(x)=
a
x -
1
x 2
(1)当a>0时,由f′(x)>0得,解得 x>
1
a ,
即函数f(x)的单调增区间是 (
1
a ,+∞) ;
由f′(x)<0得
a
x -
1
x 2 <0,解得 x<
1
a ,
即函数f(x)的单调减区间是 (0,
1
a )
∴当x=
1
a 时,函数f(x)有极小值,
极小值为f(
1
a )= aln
1
a +a=a-alna
(2)当a>0时,∵对任意x>0,
均有ax(2-lnx)≤1,即有对任意x>0, 2a≤alnx+
1
x 恒成立,
∴对任意x>0,只须2a≤f(x) min
由(1)可知,函f(x)的极小值,即为最小值,
∴2a≤f(x) min=a-alna,,解得 0<a≤
1
e
即a的取值范围为 0<a≤
1
e
(3) f(
x 1 + x 2
2 ) -
f( x 1 )+f( x 2 )
2 =aln
x 1 + x 2
2
x 1 x 2 -
( x 1 - x 2 ) 2
2 x 1 x 2 ( x 1 + x 2 )
∵x 1>0,x 2>0且x 1≠x 2,a<0,
∴x 1+x 2>2
x 1 x 2 ,∴
x 1 + x 2
2
x 1 x 2 >1,aln
x 1 + x 2
2
x 1 x 2 <0
又
- ( x 1 - x 2 ) 2
2 x 1 x 2 ( x 1 + x 2 ) <0 ,
∴aln
x 1 + x 2
2
x 1 x 2 +
- ( x 1 - x 2 ) 2
2 x 1 x 2 ( x 1 + x 2 ) <0 ,
∴f(
x 1 + x 2
2 )-
f( x 1 )+f( x 2 )
2 <0,即f(
x 1 + x 2
2 )<
f( x 1 )+f( x 2 )
2 .