已知函数f(x)=aln(x-a)-[1/2x2+x(a<0).

1个回答

  • 解题思路:(1)求导数,利用导数的正负,可得f(x)的单调区间;

    (2)由(1)知,f(x)的极小值为f(0),极大值为f(a+1),利用

    f(a+2)=aln2−

    1

    2

    a

    2

    −a=−

    1

    2

    a[a−2(ln2−1)]<0

    ,即可证明结论;

    (3)求出|f(x2)-f(x1)|的最小值为

    f(0)−f(1)=

    4

    5

    ln

    9

    4

    1

    2

    ,即可求实数m的最大值.(

    (1)f(x)的定义域为(a,+∞).f′(x)=

    a

    x−a−x+1=

    −x2+(a+1)x

    x−a.

    令f'(x)=0,x=0或x=a+1.

    当-1<a<0时,a+1>0,函数f(x)与f'(x)随x的变化情况如下表:

    x(a,0)0(0,a+1)a+1(a+1,+∞)

    f(x)-0+0-

    f'(x)↘极小值↗极大值↘所以,函数f(x)的单调递增区间是(0,a+1),单调递减区间是(a,0)和(a+1,+∞).

    当a=-1时,f′(x)=

    −x2

    x+1≤0.所以,函数f(x)的单调递减区间是(-1,+∞).

    当a<-1时,a+1<0,函数f(x)与f'(x)随x的变化情况如下表:

    x(a,a+1)a+1(a+1,0)0(0,+∞)

    f(x)-0+0-

    f'(x)↘极小值↗极大值↘所以,函数f(x)的单调递增区间是(a+1,0),单调递减区间是(a,a+1)和(0,+∞).

    (2)证明:当-1<a<2(ln2-1)<0时,由(1)知,f(x)的极小值为f(0),极大值为f(a+1).

    因为f(0)=aln(-a)>0,f(a+1)=−

    1

    2(a+1)2+(a+1)=

    1

    2(1−a2)>0,且f(x)在(a+1,+∞)上是减函数,所以f(x)至多有一个零点.

    又因为f(a+2)=aln2−

    1

    2a2−a=−

    1

    2a[a−2(ln2−1)]<0,

    所以函数f(x)只有一个零点x0,且a+1<x0<a+2.

    (3)因为−1<−

    4

    5<2(ln2−1),所以,对任意x1,x2∈[0,x0]且x2-x1=1,

    由(2)可知:x1∈[0,a+1),x2∈(a+1,x0],且x2≥1.

    因为 函数f(x)在[0,a+1)上是增函数,在(a+1,+∞)上是减函数,

    所以 f(x1)≥f(0),f(x2)≤f(1).

    所以 f(x1)-f(x2)≥f(0)-f(1).

    当a=−

    4

    5时,f(0)−f(1)=aln(

    a

    a−1)−

    1

    2=[4/5ln

    9

    4−

    1

    2]>0.

    所以f(x1)-f(x2)≥f(0)-f(1)>0.

    所以|f(x2)-f(x1)|的最小值为f(0)−f(1)=

    4

    5ln

    9

    4−

    1

    2.

    所以使得|f(x2)-f(x1)|≥m恒成立的m的最大值为[4/5ln

    9

    4−

    1

    2].

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;函数的零点;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查导数知识的综合运用,考查学生分析解决问题的能力,正确求导是关键.