解题思路:(1)求出函数f(x)的导数,得到导数在x=1时为零.然后列表讨论函数在区间(0,1)和(1,+∞)上讨论函数的单调性,即可得到函数f(x)的单调区间和极值;
(2)
g(x)=f(x)+
2
x]在[1,+∞)上是单调函数,说明g(x)的导数g'(x)在区间[1,+∞)恒大于等于0,或g'(x)在区间[1,+∞)恒小于等于0.然后分两种情况加以讨论,最后综合可得实数a的取值范围.
(1)易知,函数f(x)的定义域为(0,+∞).…(1分)
当a=-2时,f′(x)=2x−
2
x=
2(x+1)(x−1)
x.…(2分)
当x变化时,f'(x)和f(x)的值的变化情况如下表:…(4分)
x (0,1) 1 (1,+∞)
f'(x) - 0 +
f(x) 递减 极小值 递增由上表可知,函数f(x)的单调递减区间是(0,1),单调递增区间是(1,+∞),极小值是f(1)=1.…(8分)
(2)由g(x)=x2+alnx+
2
x,得g′(x)=2x+
a
x−
2
x2.…(9分)
又函数g(x)=x2+alnx+
2
x为[1,+∞)上单调函数,
①若函数g(x)为[1,+∞)上的单调增函数,
则g'(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,
即不等式2x−
2
x2+
a
x≥0在[1,+∞)上恒成立.
也即a≥
2
x−2x2在[1,+∞)上恒成立,
而φ(x)=[2/x−2x2在[1,+∞)上的最大值为φ(1)=0,所以a≥0.…(12分)
②若函数g(x)为[1,+∞)上的单调减函数,
根据①,在[1,+∞)上φ(x)max=φ(1)=0,φ(x)没有最小值.…(13分)
所以g'(x)≤0在[1,+∞)上是不可能恒成立的.…(15分)
综上,a的取值范围为[0,+∞).…(16分)
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.
考点点评: 本题是一道导数的应用题,着重考查利用导数研究函数的单调性与极值,函数恒成立等知识点,属于中档题.
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