答案:
(1)由已知得x>0且f′(x)=2x-(-1)k•.
当k是奇数时,f′(x)>0,则f(x)在(0,+∞)上是增函数;
当k是偶数时,则f′(x)=2x-=,
所以当x∈(0,)时,f′(x)<0,当x∈(a,+∞)时,f′(x)>0.
故当k是偶数时,f (x)在(0,)上是减函数,在(,+∞)上是增函数.
(2)若k=2012,则f(x)=x2-2alnx(k∈N*).
记g (x)=f (x)-2ax=x 2-2a xlnx-2ax,g′(x)=2x--2a=(x2-ax-a),
若方程f(x)=2ax有唯一解,即g(x)=0有唯一解;
令g′(x)=0,得x2-ax-a=0.因为a>0,x>0,
所以x 1=<0(舍去),x 2=.
当x∈(0,x2)时,g′(x)<0,g(x)在(0,x2)是单调递减函数;
当x∈(x2,+∞)时,g′(x)>0,g(x)在(x2,+∞)上是单调递增函数.
当x=x2时,g′(x2)=0,g(x)min=g(x2).
因为g(x)=0有唯一解,所以g(x2)=0.
则即 | x22-2alnx2-2ax2=0 | x22-ax 2-a=0 |
| |
两式相减得alnx2+ax2-a=0,因为a>0,所以2lnx2+x2-1=0(*).
设函数h(x)=2lnx+x-1,
因为在x>0时,h (x)是增函数,所以h (x)=0至多有一解.
因为h (1)=0,所以方程(*)的解为x 2=1,从而解得a=
(3)当k=2011时,问题等价于证明xlnx>-(x∈(0,+∞)),
由导数可求φ(x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是-,当且仅当x=时取到,
设m(x)=-(x∈(0,+∞)),则m′(x)=,
易得m(x)max=m(1)=-,当且仅当x=1时取到,
从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx>-成立.故命题成立.