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.

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