解题思路:(Ⅰ)确定函数的定义域,求导函数,利用导数的正负,可得函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)的最小值M=a2-2a2lna,令g(x)=x2-2x2lnx(x>0)求出函数的最大值,即可得出结论.
(Ⅰ)f(x)=x2-2a2lnx(a>0)的定义域为(0,+∞).
f′(x)=2x−
2a2
x=
2x2−2a2
x=
2(x+a)(x−a)
x.…(2分)
令f'(x)=0,解得x=a或x=-a(舍).
当x在(0,+∞)内变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下:
x (0,a) a (a,+∞)
f'(x) - 0 +
f(x) ↘ a2-2a2lna ↗由上表知,f(x)的单调递增区间为(a,+∞);f(x)的单调递减区间为(0,a).…(5分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,f(x)的最小值M=a2-2a2lna.…(6分)
令g(x)=x2-2x2lnx(x>0),则g'(x)=2x-4xlnx-2x=-4xlnx.
令g'(x)=0,解得x=1.…(8分)
当x在(0,+∞)内变化时,g'(x),g(x)的变化情况如下:
x (0,1) 1 (1,+∞)
g'(x) + 0 -
g(x) ↗ 1 ↘所以函数g(x)的最大值为1,即g(x)≤1.
因为a>0,所以 M=a2-2a2lna≤1.…(11分)
点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性.
考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,正确求导是关键.