巳知函数f(x)=x2-2ax-2alnx(x>0,a∈R,g(x)=ln2x+2a2+[1/2].

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  • 解题思路:(1)首先分别求出

    f(

    x

    1

    )+f(

    x

    2

    )

    2

    与f(

    x

    1

    +

    x

    2

    2

    );然后通过作差法或基本不等式等知识比较两代数式中部分的大小;最后得出两代数式整体的大小.

    (2)(i)首先求出h(x)及其导函数h′(x);然后根据y=h′(x)在[1,+∞)上单调递增,得y=h′(x)的导函数大于等于0恒成立,则利用分离参数的方法可得关于a的不等式a≥-x2+lnx-1(x≥1)恒成立;再运用导数法求出-x2+lnx-1的最大值,此时a≥[-x2+lnx-1]max即可.

    (ii)首先把h(x)表示成a为主元的函数h(x)=a2-(x+lnx)a+[1/2](x2+ln2x)+[1/4];然后利用配方法得P(a)=a2-(x+lnx)a+[1/2](x2+ln2x)=(a-[x+lnx/2])2+

    (x−lnx)

    2

    4

    (x−lnx)

    2

    4

    ;再通过构造函数Q(x)=x-lnx,并由导数法求其最小值进而得P(a)的最小值;最后得h(x)的最小值,即问题得证.

    (1)证明:由题意得,

    f( x1)+f(x2)

    2=

    x21+

    x22

    2-a(x1+x2)-aln(x1x2),

    f(

    x1+x2

    2)=(

    x1+x2

    2)2-a(x1+x2)-2aln

    x1+x2

    2

    =(

    x1+x2

    2)2-a(x1+x2)-aln(

    x1+x2

    2)2

    x21+

    x22

    2-(

    x1+x2

    2)2=

    (x1−x2) 2

    4>0(x1≠x2),∴

    x21+

    x22

    2>(

    x1+x2

    2)2 ①

    又∵0<x1x2<(

    x1+x2

    2)2∴lnx1x2<ln(

    x1+x2

    2)2

    ∵a>0∴-alnx1x2>-aln(

    x1+x2

    2)2 ②

    由①②知

    f( x1)+f(x2)

    2>f(

    x1+x2

    2).

    (2)(i)h(x)=

    f(x)+g(x)

    2=[1/2]x2-ax-alnx+[1/2]ln2x+a2+[1/4].

    ∴h′(x)=x-a-[a/x]+[lnx/x]

    令F(x)=h′(x)=x-a-[a/x]+[lnx/x],则y=F(x)在[1,+∞)上单调递增.

    ∴F′(x)=

    x2−lnx+a+1

    x2,则当x≥1时,x2-lnx+a+1≥0恒成立.

    即x≥1时,a≥-x2+lnx-1恒成立.

    令G(x)=-x2+lnx-1,则当x≥1时,G′(x)=

    1−2x2

    x<0.

    ∴G(x)=-x2+lnx-1在[1,+∞)上单调递减,从而G(x)max=G(1)=-2.

    故a≥G(x)max=-2.即a的取值范围是[-2,+∞).

    (ii)证明::h(x)=[1/2]x2-ax-alnx+[1/2]ln2x+a2+[1/4]=a2-(x+lnx)a+[1/2](x2+ln2x)+[1/4].

    令P(a)=a2-(x+lnx)a+[1/2](x2+ln2x),则P(a)=(a-[x+lnx/2])2+

    (x−lnx)2

    4≥

    (x−lnx)2

    4.

    令Q(x)=x-lnx,则Q′(x)=1-[1/x]=[x−1/x].

    显然Q(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,

    则Q(x)min=Q(1)=1,则P(a)≥[1/4].

    故h(x)≥[1/4]+[1/4]=[1/2].

    点评:

    本题考点: 函数的单调性与导数的关系;不等式的综合;比较法.

    考点点评: 本题主要考查函数单调性与导数的关系及最值与导数的关系,同时考查了不等式知识、比较法等;特别是导数法的连续运用是本题的难点.