解题思路:(I)欲求函数f(x)的解析式,根据题意,即求出其中的f'(2)的值,故只须对函数求导后令x=2即可;
(II)设F(x)=f(x)+g(x),对于任意x∈(0,+∞),都有f(x)+g(x)≤a成立,只须a≥F(x)max即可,利用导数求函数F(x)的最大值,则实数a的取值范围可求.
(III)由(II),得F(x)=lnx-x≤-1,即lnx≤x-1,再分别令
x=
x
1
a
1
x
1
+
a
2
x
2
,
x=
x
2
a
1
x
1
+
a
2
x
2
,后利用不等式的性质两式相加,得到一个不等关系式,化简即可证出结论.
(I)因为f(x)=
1
2x2−f′(2)x,
所以f′(x)=x-f′(2).(2分)
令x=2,得f′(2)=1,
所以f(x)=[1/2x2−x.(4分)
(II)设F(x)=f(x)+g(x)=lnx-x,
则F′(x)=
1
x−1,(5分)
令F′(x)=0,解得x=1.(6分)
当x变化时,F(x)与F′(x)的变化情况如下表:
x (0,1) 1 (1,+∞)
f′(x) + 0 -
f(x) 增 极大值 减所以当x=1时,F(x)max=F(1)=-1.(9分)
因为对于任意x∈(0,+∞),都有f(x)+g(x)≤a成立,
所以a≥-1.(10分)
(III)证明:由(II),得F(x)=lnx-x≤-1,即lnx≤x-1,
令x=
x1
a1x1+a2x2],得ln
x1
a1x1+a2x2≤
x1
a1x1+a2x2−1,
令x=
x2
a1x1+a2x2,得ln
x2
a1x1+a2x2≤
x2
a1x1+a2x2−1,(11分)
所以a1ln
x1
a1x1+a2x2+a2ln
x2
a1x1+a2x2≤a1(
x1
a1x1+a2x2−1)+a2(
x2
a1x1+a2x2−1)
因为a1+a2=1,
所以a1ln
x1
a1x1+a2x2+a2ln
x2
a1x1+a2x2≤1−a1−a2=0,
即a1ln
x1
a1x1+a2x2+a2ln
x2
a1x1+a2x2≤0,
所以a1lnx1-a1ln(a1x1+a2x2)+a2lnx2-a2ln(a1x1+a2x2)≤0,
即a1ln1+a2lnx2≤(a1+a2)ln(a1x1+a2x2),
所以a1lnx1+a2lnx2≤ln(a1x1+a2x2).(14分)
点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;函数解析式的求解及常用方法;函数恒成立问题.
考点点评: 本题考查了利用导数研究函数的单调性,函数的导函数在某一区间上大于0,原函数是增函数,导函数小于0,原函数是减函数,考查了利用导数求函数在闭区间上的最值,考查了分离变量法,是中档题.