Question

【題目】已知函數(shù)，其中.

（Ⅰ）當(dāng)a=1時(shí)，求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間：

（Ⅱ）求函數(shù)的極值；

（Ⅲ）若函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn)，求a的取值范圍。

Answer 1

【答案】（Ⅰ）單調(diào)減區(qū)間為（1，+） ，增區(qū)間為（0,1）; （Ⅱ）見(jiàn)解析（Ⅲ）a>1

【解析】

（Ⅰ）當(dāng)a=1, f′（x）=,解f′（x）<0和f′（x）>0確定單調(diào)區(qū)間；（Ⅱ）f′（x），討論a≤0和a＞0時(shí)f′（x）的符號(hào)，確定單調(diào)性和極值；（Ⅲ）由（Ⅱ）知當(dāng) a≤0時(shí)，f(x)至多有一個(gè)零點(diǎn)，舍去；當(dāng)a＞0時(shí)，函數(shù)的極小值為f(a)=設(shè)函數(shù)g(x)=lnx+x-1，求導(dǎo)確定g（x）：當(dāng)0<x<1時(shí)，g(x)<0;x>1時(shí)，g(x)>0，分情況討論：當(dāng)0<a≤1,f(a)=ag(a) ≤0，f(x)至多有一個(gè)零點(diǎn)，不符合題意；當(dāng)a>1時(shí)，由零點(diǎn)存在定理確定（）和（a,3a-1）各有一個(gè)零點(diǎn)，則a可求

（Ⅰ）當(dāng)a=1時(shí),, f′（x）=

當(dāng)f′（x）<0時(shí)，x>1; f′（x）>0時(shí)，0<x<1

∴函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為（1，+） ，增區(qū)間為（0,1）

（Ⅱ）f（x）的定義域是（0，+∞），

f′（x），

若a≤0，則f′（x）＜0，此時(shí)f（x）在（0，+∞）遞減，無(wú)極值

若a＞0，則由f′（x）＝0，解得：x＝a，

當(dāng)0＜x＜a時(shí)，f′（x）>0，當(dāng)x＞a時(shí)，f′（x）<0，

此時(shí)f（x）在（0，a）遞增，在（a，+∞）遞減；

∴當(dāng)x=a時(shí)，函數(shù)的極大值為f(a)=，無(wú)極小值

（Ⅲ）由（Ⅱ）可知

當(dāng) a≤0時(shí)，f（x）在（0，+∞）遞減，則f(x)至多有一個(gè)零點(diǎn)，不符合題意，舍去；

當(dāng)a＞0時(shí)，函數(shù)的極小值為f(a)=，

令g(x)=lnx+x-1(x>0)

∵ ∴g(x)在（0，+∞）單調(diào)遞增，又g(1)=0, ∴0<x<1時(shí)，g(x)<0;x>1時(shí)，g(x)>0

(i) 當(dāng)0<a≤1,f(a)=ag(a) ≤0,則函數(shù)f(x)至多有一個(gè)零點(diǎn)，不符合題意，舍去；

(ii) 當(dāng)a>1時(shí)，f(a)=ag(a)>0

∵∴函數(shù)f(x)在（）內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn)，

∵f(3a-1)=aln(3a-1)-

設(shè)h(x)=lnx-x(x>2)

∵ ∴h(x)在（2，+∞）內(nèi)單調(diào)遞減，則h(3a-1)<h(2)=ln2-2<0

∴函數(shù)f（x）在（a,3a-1）內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn).則當(dāng)a>1時(shí)，函數(shù)f(x)恰有兩個(gè)零點(diǎn)

綜上，函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn)時(shí)，a>1