设函数f(x)=lnx-[a/x],g(x)=ex(ax+1),其中a为实数.

设函数f(x)=lnx-[a/x],g(x)=ex(ax+1),其中a为实数.
(1)若f(x)在(1,+∞)上是单调增函数,且g(x)在(-∞,1)上有最大值,求a的取值范围;
(2)若g(x)在(1,2)上不是单调函数,试求f(x)的零点个数,并证明你的结论.
yang800-800 1年前 已收到1个回答 举报

shenqin-z 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)求函数的导数,根据y=f(x)在区间(1,+∞)上是单调增函数,则f'(x)≥0恒成立,即可求a的取值范围;
(Ⅱ)若g(x)在区间(1,2)上不是单调函数时,则等价于g'(x)=0在(1,2)上有解,然后求出函数的最值,即可判断函数零点的个数.

(Ⅰ)∵f(x)在区间(1,+∞)上是单调增函数,
∴f'(x)=[1/x]+[a
x2在(1,+∞)上恒成立,∴a≥-x,
∵-x<-1,∴a≥-1,
∵g(x)=ex(ax+1),∴g′(x)=ex(ax+a+1),
①-1≤a<0时,在(-∞,-1-
1/a])上,g′(x)>0,在(-1-[1/a],+∞)上f′(x)<0,
∴f(x)max=f(-1-[1/a]),而-1-[1/a]在(-∞,1)上,符合题意,
②a=0时,g′(x)>0,没有最大值,
③a>0时,在(-∞,-1-[1/a])上,g′x)<0,在(-1-[1/a],+∞)上,g′(x)>0,
∴f(x)有最小值,不合题意,
综上,-1≤a<0;
(Ⅱ)∵g(x)在区间(1,2)上不是单调函数时,
∴g'(x)=ex(ax+a+1)=0在(1,2)上有解,
∴a≠0且1<-[a+1/a]<2,
∴-[1/2]<a<-[1/3],
由f(x)=lnx-[a/x]=0得a=xlnx,
令h(x)=xlnx,则h'(x)=1+lnx,
由h'(x)=0,得x=[1/e],
在(0,[1/e])上,h'(x)<0,此时h(x)是减函数,
在([1/e],+∞)上,h'(x)>0,此时h(x)是增函数,
∴当x=[1/e]时,h(x)取得极小值,也是最小值为h([1/e])=-[1/e],
又0<x<1时,h(x)<0,
x≥1时,h(x)≥0,
∴当-[1/2]<a<-[1/e]时,f(x)的零点个数为0,
当a=-[1/e]时,f(x)的零点个数为1,
当-[1/e]<a<-[1/3]时,f(x)的零点个数为2.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题主要考查函数单调性和导数之间的关系,考查学生的计算能力.要求熟练掌握函数的单调性,极值,最值和导数之间的关系.

1年前

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