解题思路:(I)先求f(x)的定义域为{x|x>0},先对已知函数进行求导,由f′(1)=-2可求a
(II)由
f
‘
(x)=−
a
x
−
2
a
2
x
2
+1
=
(x+a)(x−2a)
x
2
,通过比较-a与2a的大小解不等式f′(x)>0,f′(x)<0,从而可求函数的单调区间
(III)由(II)可知,当a∈(-∞,0)时,函数f(x)的最小值f(-a),结合已知可求a,然后结合已知单调性可求
g(a
)
max
=g(−
e
−4
)
,从而可证
(I)由已知可知f(x)的定义域为{x|x>0}
f‘(x)=−
a
x−
2a2
x2+1(x>0)
根据题意可得,f′(1)=2×(-1)=-2
∴-a-2a2+1=-2
∴a=1或a=-[3/2]
(II)∵f‘(x)=−
a
x−
2a2
x2+1=
(x+a)(x−2a)
x2
①a>0时,由f′(x)>0可得x>2a
由f′(x)<0可得0<x<2a
∴f(x)在(2a,+∞)上单调递增,在(0,2a)上单调递减
②当a<0时,
由f′(x)>0可得x>-a
由f′(x)<0可得0<x<-a
∴f(x)在(-a,+∞)上单调递增,在(0,-a)上单调递减
(III)由(II)可知,当a∈(-∞,0)时,函数f(x)的最小值f(-a)
故g(a)=f(-a)=-aln(-a)-3a
则g′(a)=-ln(-a)-4
令g′(a)=0可得-ln(-a)-4=0
∴a=-e-4
当a变化时,g’(a),g(a)的变化情况如下表
∴a=-e-4是g(a)在(-∞,0)上的唯一的极大值,从而是g(a)的最大值点
当a<0时,g(a)max=g(−e−4)=-e-4
∴a<0时,g(a)≤-e-4.
点评:
本题考点: 微积分基本定理;利用导数研究函数的单调性.
考点点评: 本题主要考查了导数的几何意义的应用,函数的导数与函数的单调性的应用,及函数的极值与最值的求解的相互关系的应用,属于函数知识的综合应用.