设函数f(x)=lnx-x2+ax(a∈R).(Ⅰ) 求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ) 已知A(x1,f(x1)),B(

1个回答

  • (Ⅰ) f′(x)=

    1

    x?2x+a=

    ?2x2+ax+1

    x,

    由f'(x)=0,得-2x2+ax+1=0,该方程的判别式△=a2+8>0,

    可知方程-2x2+ax+1=0有两个实数根

    a2+8

    4,又x>0,故取x=

    a+

    a2+8

    4,

    当x∈(0,

    a+

    a2+8

    4)时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(

    a+

    a2+8

    4,+∞)时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减.

    则函数f(x)的单调递增区间是(0,

    a+

    a2+8

    4);递减区间是(

    a+

    a2+8

    4,+∞).

    (Ⅱ)不妨设x1>x2≥1,不等式

    f(x1)?f(x2)

    x1?x2<2转化为f(x1)-2x1<f(x2)-2x2

    令φ(x)=f(x)-2x,可知函数φ(x)在区间[1,+∞)上单调递减,故φ'(x)=f'(x)-2≤0恒成立,

    故[1/x?2x+a?2≤0恒成立,即a≤2x?

    1

    x+2恒成立.

    当x∈[1,+∞)时,函数y=2x?

    1

    x+2单调递增,故当x=1时,函数y=2x?

    1

    x+2取得最小值3,则实数a的取值范围是a≤3,则实数a的最大值为3.

    (Ⅲ)g'(x)=(1-x)e1-x,当x∈(0,1)时,g'(x)>0,g(x)是增函数;当x∈(1,e)时,g'(x)<0,g(x)是减函数.可得函数g(x)在区间(0,e]的值域为(0,1].

    令F(x)=f(x)+1,则F′(x)=f′(x)=

    ?2x2+ax+1

    x],

    由F'(x)=0,结合(Ⅰ)可知,方程F'(x)=0在(0,∞)上有一个实数根x3,若x3≥e,则F(x)在(0,e]上单调递增,不合题意,

    可知F'(x)=0在(0,e]有唯一的解x3=

    a+

    a2+8

    4,且F(x)在(0,

    a+

    a2+8

    4)上单调递增;在(

    a+

    a2+8

    4,+∞)上单调递减.

    因为?x0∈(0,e],方程f(x)+1=g(x0)在(0,e]内有两个不同的实数根,所以F(e)≤0,且F(x)max>1.

    由F(e)≤0,即lne-e2+ae+1≤0,解得a≤e?

    2

    e.

    由F(x)max=f(x3)+1>1,即lnx3?

    x23+ax3+1>1,lnx3?

    x23+ax3>0,

    因为?2

    x23+ax3+1=0,所以a=2x3?

    1

    x3,代入lnx3?

    x23+ax3>0,得lnx3+

    x23?1>0,

    令h(x)=lnx+x2-1,可知函数h(x)在(0,e]上单调递增,而h(1)=0,则h(x3)>h(1)=0,

    所以1<x3<e,而a=2x3?

    1

    x3在1<x3<e时单调递增,可得1<a<2e?

    1

    e,

    综上所述,实数a的取值范围是(1,e?

    2

    e].