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已知函数f(x)=x-alnx+1+ax(a∈R).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若f(x)在区间[1,e]上存在一

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解决时间 2021-02-01 14:10
已知函数f(x)=x-alnx+1+ax(a∈R).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若f(x)在区间[1,e]上存在一个零点,求a的取值范围.
最佳答案
(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞).
∴f′(x)=1?
a
x ?
1+a
x2 =
x2?ax?(1+a)
x2 =
(x+1)[x?(1+a)]
x2 ,
由定义域可知x+1>0.
①当a+1>0,即a>-1时,
由f'(x)>0得x>1+a;由f'(x)<0得x<1+a.
所以f(x)的增区间为(1+a,+∞),减区间为(0,1+a).
②当1+a≤0,即a≤-1时,易见f'(x)>0.
所以f(x)的增区间为(0,+∞).
(2)f(x)在区间[1,e]上存在一个零点等价于f(x)在区间[1,e]的最小值不大于0.
①若1+a≥e,即a≥e-1时,由(1)可知f(x)在区间[1,e]为减函数,
所以f(x)min=f(e)=e+
1+a
e ?a≤0,
解得a≥
e2+1
e?1
因为
e2+1
e?1 >e?1,所以a≥
e2+1
e?1 .
②当1+a≤1,即a≤0时,f(x)在[1,e]上单调递增,
所以f(x)的最小值为f(1)=1+1+a≤0
解得a≤-2.
③当1<1+a<e,即0<a<1-e时,f(x)的最小值为f(1+a)=2+a-aln(1+a)
因为0<ln(1+a)<1,所以f(1+a)=2+a[1-ln(1+a)]>2
即此时f(x)在区间[1,e]上无零点.
综合①,②,③的讨论可知a的取值范围是(?∞, ?2]∪[
e2+1
e?1 , +∞].
全部回答
f'(x)=a/x-a=a(1/x-1) 定义域x>0 所以0<x<1,1/x-1>0 x>1,1/x-1<0 所以 a>0,则0<x<1,f'(x)>0,增函数 x>1,f'(x)<0,减函数 a<0,则x>1,f'(x)>0,增函数 0<x<1,f'(x)<0,减函数 综上 a>0,增区间(0,1),减区间(1,+∞) a<0,增区间(1,+∞),减区间(0,1) (ii) 由(2,f(2))点切线倾斜角为45得,f'(2)=1,即a/2-2=1,则,a=-2,f'(x)=-2/x+2, 则g(x)=x^3+x^2(-2/x+2+m/2)=x^3+(2+m/2)x^2-2x, g'(x)=3x^2+(4+m)x-2,题中说函数有极值,也就是说在(2,3)范围内,g'(x)=0有解,因为g'(0)=-2<0,所以当且仅当g'(2)<0且g'(3)>0时方程有解,3*2^2+(4+m)*2-2<0且3*3^2-3(4+m)-2>0,解之得-37/3<m<-9, 所以-37/3<m<-9
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