(1)由已知得x>0且 f′(x)=2x-(-1 ) k •
2a
x .
当k是奇数时,f′(x)>0,则f(x)在(0,+∞)上是增函数;
当k是偶数时,则 f′(x)=2x-
2a
x =
2(x+
a )(x-
a )
x ,
所以当x∈ (0,
a ) 时,f′(x)<0,当x∈(a,+∞)时,f′(x)>0.
故当k是偶数时,f (x)在 (0,
a ) 上是减函数,在 (
a ,+∞) 上是增函数.
(2)若k=2012,则f(x)=x 2-2alnx(k∈N *).
记g (x)=f (x)-2ax=x 2-2a xlnx-2ax, g′(x)=2x-
2a
x -2a=
2
x ( x 2 -ax-a) ,
若方程f(x)=2ax有唯一解,即g(x)=0有唯一解;
令g′(x)=0,得x 2-ax-a=0.因为a>0,x>0,
所以 x 1 =
a-
a 2 +4a
2 <0 (舍去), x 2 =
a+
a 2 +4a
2 .
当x∈(0,x 2)时,g′(x)<0,g(x)在(0,x 2)是单调递减函数;
当x∈(x 2,+∞)时,g′(x)>0,g(x)在(x 2,+∞)上是单调递增函数.
当x=x 2时,g′(x 2)=0,g(x) min=g(x 2).
因为g(x)=0有唯一解,所以g(x 2)=0.
则
g( x 2 )=0
g′( x 2 )=0 即
x 2 2 -2aln x 2 -2a x 2 =0
x 2 2 -ax 2 -a=0
两式相减得alnx 2+ax 2-a=0,因为a>0,所以2lnx 2+x 2-1=0(*).
设函数h(x)=2lnx+x-1,
因为在x>0时,h (x)是增函数,所以h (x)=0至多有一解.
因为h (1)=0,所以方程(*)的解为x 2=1,从而解得 a=
1
2
(3)当k=2011时,问题等价于证明 xlnx>
x
e x -
2
e (x∈(0,+∞)) ,
由导数可求φ(x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是 -
1
e ,当且仅当 x=
1
e 时取到,
设 m(x)=
x
e x -
2
e (x∈(0,+∞)) ,则 m′(x)=
1-x
e x ,
易得 m(x ) max =m(1)=-
1
e ,当且仅当x=1时取到,
从而对一切x∈(0,+∞),都有 lnx>
1
e x -
2
ex 成立.故命题成立.