题目内容
【题目】已知函数 f(x)=ax+(1﹣a)lnx+
(a∈R)
(Ⅰ)当a=0时,求 f(x)的极值;
(Ⅱ)当a<0时,求 f(x)的单调区间;
(Ⅲ)方程 f(x)=0的根的个数能否达到3,若能请求出此时a的范围,若不能,请说明理由.
【答案】
【解析】
试题(Ⅰ)代入a的值,求出定义域,求导,利用导数求出单调区间,即可求出极值;(Ⅱ)直接对f(x)求导,根据a的不同取值,讨论f(x)的单调区间;(Ⅲ)由第二问的结论,即函数的单调区间来讨论f(x)的零点个数.
试题解析:(Ⅰ)f(x)其定义域为(0,+∞).
当a=0时,f(x)=
,f'(x)=
.
令f'(x)=0,解得x=1,
当0<x<1时,f'(x)<0;当x>1时,f'(x)>0.
所以f(x)的单调递减区间是(0,1),单调递增区间是(1,+∞);
所以x=1时,f(x)有极小值为f(1)=1,无极大值
(Ⅱ) f'(x)=a﹣
(x>0)
令f'(x)=0,得x=1或x=﹣![]()
当﹣1<a<0时,1<﹣
,令f'(x)<0,得0<x<1或x>﹣
,
令f'(x)>0,得1<x<﹣
;
当a=﹣1时,f'(x)=﹣
.
当a<﹣1时,0<﹣
<1,令f'(x)<0,得0<x<﹣
或x>1,
令f'(x)>0,得﹣
<a<1;
综上所述:
当﹣1<a<0时,f(x)的单调递减区间是(0,1),(﹣
),
单调递增区间是(1,﹣
);
当a=﹣1时,f(x)的单调递减区间是(0,+∞);
当a<﹣1时,f(x)的单调递减区间是(0,﹣
),(1,+∞),单调递增区间是![]()
(Ⅲ)a≥0∴![]()
f'(x)=0(x>0)仅有1解,方程f(x)=0至多有两个不同的解.
(注:也可用fmin(x)=f(1)=a+1>0说明.)
由(Ⅱ)知﹣1<a<0时,极小值 f(1)a+1>0,方程f(x)=0至多在区间(﹣
)上有1个解.
a=﹣1时f(x)单调,方程f(x)=0至多有1个解.;
a<﹣1时,
,方程
f(x)=0仅在区间内(0,﹣
)有1个解;
故方程f(x)=0的根的个数不能达到3.