设函数f(x)=alnx+2a2x(a≠0). (1)已知曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线l的斜率为2-3a,求实数a的值; (2)讨论函数f(x)的单调性; (3)在(1)的条件下,求证:对于定义域内

设函数f(x)=alnx+
2a2
x
(a≠0).
(1)已知曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线l的斜率为2-3a,求实数a的值;
(2)讨论函数f(x)的单调性;
(3)在(1)的条件下,求证:对于定义域内的任意一个x,都有f(x)≥3-x.
数学人气:974 ℃时间:2020-05-03 16:39:48
优质解答
(1)∵f(x)=alnx+
2
a
x
(a≠0)

∴f(x)的定义域为{x|x>0},
f(x)=
a
x
2a2
x2

∵曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线l的斜率为2-3a,
∴f′(1)=a-2a2=2-3a,
解得a=1.
(2)f(x)=
a
x
2a2
x2
=
a(x−2a)
x2

①当a<0时,∵x>0,∴x-2a>0,a(x-2a)<0,
∴f′(x)<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
②当a>0时,若0<x<2a,则a(x-2a)<0,f′(x)<0,
函数f(x)在(0,2a)上单调递减;
若x>2a,则a(x-2a)>0,f′(x)>0,函数在(2a,+∞)上单调递增.
综上所述,当a<0时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
当a>0时,函数f(x)在(0,2a)上单调递减,在(2a,+∞)上单调递增.
(3)由(1)知,f(x)=lnx+
2
x

设g(x)=f(x)-(3-x),则g(x)=lnx+
2
x
+x-3,
g(x)=
1
x
2
x2
+1
=
x2+x−2
x2
=
(x−1)(x+2)
x2
,x>0
当x变化时,g′(x),g(x)的变化如下表:
 x (0,1) 1(1,+∞) 
 g′(x)- 0+
 g(x) 极小值
∴x=1是g(x)在(0,+∞)上的唯一极值点,且是极小值点,
从而也是g(x)的最小值点,
∴g(x)≥g(1)=ln1+2+1-3=0,
∴g(x)=f(x)-(3-x)≥0,
∴对于定义域内的任意一个x,都有f(x)≥3-x.
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