已知函数f(x)=ax+x2﹣xlna(a>0,a≠1).(Ⅰ)当a>1时,求证:函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(Ⅱ)若函数y=|f(x)﹣t|﹣1有三个零点,求t的值;(Ⅲ)若存在x1,x2

题目简介

已知函数f(x)=ax+x2﹣xlna(a>0,a≠1).(Ⅰ)当a>1时,求证:函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(Ⅱ)若函数y=|f(x)﹣t|﹣1有三个零点,求t的值;(Ⅲ)若存在x1,x2

题目详情

已知函数f(x)=ax+x2﹣xlna(a>0,a≠1).
(Ⅰ)当a>1时,求证:函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
(Ⅱ)若函数y=|f(x)﹣t|﹣1有三个零点,求t的值;
(Ⅲ)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1,试求a的取值范围.
题型:解答题难度:偏难来源:期末题

答案

解:(Ⅰ)f′(x)=axlna+2x﹣lna=2x+(ax﹣1)lna  
由于a>1,故当x∈(0,+∞)时,lna>0,ax﹣1>0,所以f′(x)>0,
故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增  
(Ⅱ)当a>0,a≠1时,因为f′(0)=0,且f′(x)在R上单调递增,
故f′(x)=0有唯一解x=0
所以x,f′(x),f(x)的变化情况如下表所示:

又函数y=|f(x)﹣t|﹣1有三个零点,
所以方程f(x)=t±1有三个根,而t+1>t﹣1,
所以t﹣1=(f(x))min=f(0)=1,解得t=2;
(Ⅲ)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1,
所以当x∈[﹣1,1]时,|(f(x))max﹣(f(x))min| =(f(x))max﹣(f(x))min≥e﹣1,
由(Ⅱ)知,f(x)在[﹣1,0]上递减,在[0,1]上递增,
所以当x∈[﹣1,1]时,(f(x))min=f(0)=1,(f(x))max=max{f(﹣1),f(1)},


因为(当t=1时取等号),
所以在t∈(0,+∞)上单调递增,而g(1)=0,
所以当t>1时,g(t)>0;当0<t<1时,g(t)<0,
也就是当a>1时,f(1)>f(﹣1);当0<a<1时,f(1)<f(﹣1)
①当a>1时,由f(1)﹣f(0)≤e﹣1a﹣lna≤e﹣1a≤e,
②当0<a<1时,由
综上可知,所求a的取值范围为

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