题目内容
(本题满分14分)已知函数
(
且
).
(Ⅰ)当
时,求证:函数
在
上单调递
增;
(Ⅱ)若函数
有三个零点,求t的值;
(Ⅲ)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得
,试求a的取值范围.
注:e为自然对数的底数。
(Ⅰ)当
(Ⅱ)若函数
(Ⅲ)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得
注:e为自然对数的底数。
解:(Ⅰ)
,
由于
,故当x∈
时,lna>0,ax﹣1>0,所以
,
故函数
在
上单调递增。 ………………………………………4分
(Ⅱ)当a>0,a≠1时,因为
,且
在R上单调递增,
故
有唯一解x=0。
要使函数
有三个零点,所以只需方程
有三个根,
即,只要
,解得t=2; ………………………………9分
(Ⅲ)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得
,
所以当x∈[﹣1,1]时,
。
由(Ⅱ)知,
,
。
事实上,
。
记
(
)
因为
所以
在
上单调递增,又
。
所以 当 x>1 时,
;
当0<x<1 时,
,
也就是当a>1时,
;
当0<a<1时,
。
① 当
时,由
,得
,
解得
。
②当0<a<1时,由
,得
,
解得
。
综上知,所求a的取值范围为
。
由于
故函数
(Ⅱ)当a>0,a≠1时,因为
故
要使函数
即,只要
(Ⅲ)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得
所以当x∈[﹣1,1]时,
由(Ⅱ)知,
事实上,
记
因为
所以
所以 当 x>1 时,
当0<x<1 时,
也就是当a>1时,
当0<a<1时,
① 当
解得
②当0<a<1时,由
解得
综上知,所求a的取值范围为
略
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