Question

（2012•石家莊一模）已知函數(shù)f（x）=alnx+

1

x-1

（a≠0）在（0，

1

2

）內(nèi)有極值．
（I）求實數(shù)a的取值范圍；
（II）若x₁∈（0，

1

2

），x₂∈（2，∞）且a∈[

1

2

，2]時，求證：f（x₁）-f（x₂）≥ln2+

3

4

．

Answer 1

分析：（I）由f（x）=alnx+

1

x-1

（a≠0），得：f′(x)=

ax2-(2a+1)x+a

x(x-1)x

，由a≠0，令g(x)=x2-(2+

1

a

)x+1，知g（0）=1＞0．由此能求出實數(shù)a的范圍．
（II）由（I）得：f′(x)=

ax2-(2a+1)x+a

x(x-1)2

，設(shè)ax²-（2a+1）x+a=0（0＜a＜2）的兩根為α，β，則

α+β=2+ 1 α α•β=1

，得0＜α＜

1

2

＜2＜β．由此入手能夠證明f（x₁）-f（x₂）≥ln2+

3

4

．

解答：解：（I）由f（x）=alnx+

1

x-1

（a≠0），
得：f′(x)=

ax2-(2a+1)x+a

x(x-1)x

，
∵a≠0，令g(x)=x2-(2+

1

a

)x+1，
∴g（0）=1＞0．
令g(

1

2

) ＜0或

0＜1+ 1 2a ＜ 1 2 △=(2a+1)2-4a2＞0 g( 1 2 )＞0

，
則0＜a＜2．
（II）由（I）得：f′(x)=

ax2-(2a+1)x+a

x(x-1)2

，
設(shè)ax²-（2a+1）x+a=0（0＜a＜2）的兩根為α，β，
則

α+β=2+ 1 α α•β=1

，得0＜α＜

1

2

＜2＜β．
當(dāng)x∈（0，α）和（β，+∞）時，f′(x)=

ax2-(2a+1)x+a

x(x-1)2

＞0，
函數(shù)f（x）單調(diào)遞增；
當(dāng)x∈(α，

1

2

)和（2，β）時，f′(x)=

ax2-(2a+1)x+a

x(x-1)2

＜0，
函數(shù)f（x）單調(diào)遞減，
則f（x₁）≤f（a），f（x₂）≥f（β），
則f（x₂）-f（x₁）≥f（β）-f（α）=alnβ+

1

β-1

-alnα-

1

α-1

=aln

β

α

+

α-β

αβ-(α+β)+1

=α[lnβ2+β-

1

β

]（利用α+β=2+

1

α

，α•β=1）
令h(x)=lnx2+x-

1

x

，x＞2
則h′(x)=

(x+1)2

x2

＞0，
則函數(shù)h（x）單調(diào)遞增，
h（x）≥h（2）=2ln2+

3

2

，
∴lnβ2+β-

1

β

≥2ln2+

3

2

＞0，
∵a∈[

1

2

，2)，
則a[lnβ2+β-

1

β

]≥ln2+

3

4

，
∴f（x₁）-f（x₂）≥ln2+

3

4

．

點評：本題考查實數(shù)的取值范圍的求法和不等式的證明，考查利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上最值的應(yīng)用，考查化歸與轉(zhuǎn)化、分類與整合的數(shù)學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力、推理論證能力、運算求解能力和創(chuàng)新意識．