题目内容

【题目】已知函数 ,a∈R.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)有两个零点x1 , x2 , (x1<x2),求证:1<x1<a<x2<a2

【答案】
(1)解:由题意,函数的定义域为(0,+∞),

当a≤0时,

函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞),

当a>0时,

若x≥a, ,此时函数f(x)单调递增,

若x<a, ,此时函数f(x)单调递减,

综上,当a≤0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞);

当a>0时,函数f(x)的单调递减区间为(0,a);单调递增区间为(a,+∞)


(2)证明:由(1)知,当a≤0时,函数f(x)单调递增,

此时函数至多只有一个零点,不合题意;

则必有a>0,此时函数f(x)的单调递减区间为(0,a);单调递增区间为(a,+∞),

由题意,必须 ,解得a>1,…10分

,f(a)<0,

得x1∈(1,a),

而f(a2)=a2﹣a﹣alna=a(a﹣1﹣lna),

下面证明:a>1时,a﹣1﹣lna>0

设g(x)=x﹣1﹣lnx,x>1

所以g(x)在x>1时递增,则g(x)>g(1)=0,

所以f(a2)=a2﹣a﹣alna=a(a﹣1﹣lna)>0,

又f(a)<0,

所以x2∈(a,a2),

综上,1<x1<a<x2<a2


【解析】(1)先求导数fˊ(x)然后在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0,fˊ(x)>0的区间为单调增区间,fˊ(x)<0的区间为单调减区间.(2)由(1)知,当a≤0时,函数f(x)单调递增,函数至多只有一个零点,不合题意;则必有a>0,此时函数f(x)的单调递减区间为(0,a);单调递增区间为(a,+∞),进一步得出x1∈(1,a)和x2∈(a,a2),从而得出答案.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用利用导数研究函数的单调性的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减.

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