已知函数f(x)=a∧x+x²-xlna (1)求证:函数f(x)在(0,+∞)上为增函数.(2)

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  • I)证明:求导函数,可得f'(x)=axlna+2x-lna=2x+(ax-1)lna,

    由于a>1,∴lna>0,当x>0时,ax-1>0,∴f'(x)>0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.

    (Ⅱ)令f'(x)=2x+(ax-1)lna=0,得到x=0,f(x),f'(x)的变化情况如下表:

    x(-∞,0)0(0,+∞)f'(x)-0+f(x)递减极小值1递增

    因为函数y=|f(x)-t|-1有三个零点,所以f(x)=t±1共有三个根,即y=f(x)的图象与两条平行于x轴的直线y=t±1共有三个交点.

    y=f(x)在(-∞,0)递减,在(0,+∞)递增,极小值f(0)=1也是最小值,当x→±∞时,f(x)→+∞.

    ∵t-1<t+1,∴f(x)=t+1有两个根,f(x)=t-1只有一个根.

    ∴t-1=fmin(x)=f(0)=1,∴t=2.(9分)

    (Ⅲ)问题等价于f(x)在[-1,1]的最大值与最小值之差≤e-1.

    由(Ⅱ)可知f(x)在[-1,0]上递减,在[0,1]上递增,

    ∴f(x)的最小值为f(0)=1,最大值等于f(-1),f(1)中较大的一个,

    f(-1)=1/a+1+lna

    ​​

    ,f(1)=a+1-lna,f(1)-f(-1)=a-

    1a

    -2lna,

    记g(x)=x-

    1x

    -2lnx,(x≥1),则g′(x)=1+

    1x2

    -

    2x

    =(

    1x

    -1)2≥0(仅在x=1时取等号)

    ∴g(x)=x-

    1x

    -2lnx是增函数,

    ∴当a>1时,g(a)=a-

    1a

    -2lna>g(1)=0,

    即f(1)-f(-1)>0,∴f(1)>f(-1),

    于是f(x)的最大值为f(1)=a+1-lna,

    故对∀x1,x2∈[-1,1],|f(x1)-f(x2)|≤|f(1)-f(0)|=a-lna,∴a-lna≤e-1,

    当x≥1时,(x-lnx)′=

    x-1x

    ≥0,∴y=x-lnx在[1,+∞)单调递增,

    ∴由a-lna≤e-1可得a的取值范围是1<a≤e.