(2012•海淀区二模)已知函数f(x)=aln(x−a)−12x2+x(a<0).

1个回答

  • 解题思路:(I)f(x)的定义域为(a,+∞).

    f′(x)=

    a

    x−a

    −x+1=

    x

    2

    +(a+1)x

    x−a

    .由此能求出题函数f(x)的单调区间.

    (II)当-1<a<2(ln2-1)<0时,由(I)知,f(x)的极小值为f(0),极大值为f(a+1).由此能够证明函数f(x)只有一个零点x0,且a+1<x0<a+2.

    (III)因为

    −1<−

    4

    5

    <2(ln2−1)

    ,所以任意x1,x2∈[0,x0]且x2-x1=1,由(II)可知x1∈[0,a+1],x2∈(a+1,x0],且x2≥1.由此能推导出使得|f(x2)-f(x1)|≥m恒成立的m的最大值.

    (I)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(-∞,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,+∞).…(4分)

    (II)证明:当-1<a<2(ln2-1)<0时,

    由(I)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.…(9分)

    (III)因为−1<−

    4

    5<2(ln2−1),

    所以任意x1,x2∈[0,x0]且x2-x1=1,

    由(II)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(a+1),

    ∴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].…(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

    考点点评: 本题考查函数的单调区间的求法,考查不等式的证明,考查满足条件的实数的最大值的求法,考查推理论证能力,考查等价转化思想,解题时要认真审题,注意导数性质的合理运用.