解题思路:(Ⅰ)利用函数h(x)=f(x)+g(x)的导函数的值为正,得到函数h(x)=f(x)+g(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)根据函数的特征得到函数f(x)有两个零点x1,x2,且x1<x2时的函数最值情况,得到a的相应关系式,求出a的取取值范围,再利用根与系数的关系,得到x1+x2与
x
2
x
1
=t
单调关系,以及t与a的单调的关系式,得到本题结论.
(Ⅰ)∵函数f(x)=lnx-x-lna,g(x)=
1
2x2-(a-1)x,
∴函数h(x)=f(x)+g(x)=lnx+
1
2x2-ax-lna,
∴定义域为(0,+∞)且a>0,
∵h′(x)=
1
x+x−a=
1
x(x2−ax+1)=
1
x[(x−
a
2)2+
4−a
4]2),
(1)当4-a2≥0,又a>0,即0<a≤2时,
h'(x)≥0对x>0恒成立,
∴h(x)的单调递增区间为(0,+∞);
(2)当4-a2<0,又a>0,即a>2时,
由h'(x)=0得:x=
a−
a2−4
2,或x=
a+
a2−4
2,
所以h(x)的单调递增区间为(0,
a−
a2−4
2),(
a+
a2−4
2,+∞);
(Ⅱ)当a>0时,由f′(x)=
1
x−1=
1−x
x,得x=1.
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x(0,1)1(1,+∞)
f'(x)+0-
f(x)↗-lna-1↘这时,f(x)的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,+∞).
当x大于0且无限趋近于0时,f(x)的值无限趋近于-∞;
当x无限趋近于0时+∞,f(x)的值无限趋近于-∞,
∴f(x)有两个零点,须满足f(1)>0,即lna<1,
∴a的取值范围是(0,e-1).
∵x1,x2是函数f(x)的两个零点,即lnx1-x1-lna=0,lnx2-x2-lna=0.
∴x2−x1=lnx2−lnx1=ln
x2
x1.
设
x2
x1=t,则t>1,且
x2=tx1
x2−x1=lnt解得x1=
lnt
t−1,x2=
tlnt
t−1.
所以x1+x2=
(t+1)lnt
t−1.
令h(x)=
(x+1)lnx
x−1,x∈(1,+∞),则h′(x)=
−2lnx+x−
1
x
(x−1)2.
令u(x)=−2lnx+x−
1
x,得u′(x)=(
x−1
x)2.
当x∈(1,+∞)时,u'(x)>0.因此,u(x)在(1,+∞)上单调递增,
∴对于任意的x∈(1,+∞),
u(x)>u(1)=0,
由此可得h'(x)>0,
故h(x)在(1,+∞)上单调递增.
∴由①可得x1+x2随着t的增大而增大.①
∵x1,x2是函数f(x)的两个零点,
即lnx1-x1-lna=0,lnx2-x2-lna=0,
∴a=
x1
ex1,a=
x2
ex2,
因为f(1)=-1-lna且a∈(0,e-1),则x1∈(0,1),x2∈(1,+∞).
设F(x)=
x
ex,则F′(x)=
1−x
ex,
所以F(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
对于任意的a1,a2∈(0,e−1),设a1>a2,
∴F(ξ1)=F(ξ2)=a1,其中0<ξ1<1<ξ2;
F(η1)=F(η2)=a2,其中0<η1<1<η2.
∵F(x)在(0,1)上单调递增,
∴由a1>a2,即F(ξ1)>F(η1),可得ξ1>η1;
类似可得ξ2<η2,
由ξ1,η1>0,则
1
ξ1<
1
η1,所以
ξ2
ξ1<
η2
η1.
∴t=
x2
x1随着a的增大而减小.②
由①②得:x1+x2随a增大而减小.
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数的零点.
考点点评: 本题考查了函数的导数与单调性、最值的关系,以及构造函数研究参数之间的关系,本题思维的难度大,运算量也较大,属于难题.