已知函数f(x)=ax+x2-xlna(a>0且a≠1).

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  • 解题思路:(I)考虑由函数f′(x)正负求出的单调区间;(Ⅱ)令h(a)=f(1)-f(-1)=a-1a-2lna,通过研究h(a)的单调性得出h(a)的正负性,确定f(1)与f(-1)的大小关系;(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当a>1时,f(x)max=f(1)=a+1-lna,由题意知,f(x)max-f(x)min≤e-1,即a+1-lna-1≤e-1,a-lna-e+1≤0,求得a∈(1,e].当0<a<1时,f(x)max=f(-1)=1a+1+lna,由题意知,f(x)max-f(x)min≤e-1,得a∈[1e,1).

    (Ⅰ)f′(x)=axlna+2x-lna,令g(x)=f′(x)=axlna+2x-lna,则g′(x)=axln2a+2>0,∴g(x)为(-∞,+∞)上的增函数.

    又∵g(0)=0,∴当x>0时,g(x)>g(0)=0,即f′(x)>0,当x<0时,g(x)<g(0)=0,即f′(x)<0.

    ∴函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞),单调递减区间为(-∞,0).

    (Ⅱ)f(1)-f(-1)=a+1-lna-[1/a]-1-lna=a-[1/a]-2lna,

    设h(a)=a-[1/a]-2lna,则h′(a)=1+[1

    a2-

    2/a]=

    a2−2a+1

    a2=

    (a−1)2

    a2>0.

    故h(a)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递增,

    当a∈(0,1)时,h(a)<h(1)=0,即f(1)<f(-1),

    当a∈(1,+∞)时,h(a)>h(1)=0,即f(1)>f(-1).

    (Ⅲ)当x∈[-1,1]时,

    由(Ⅰ)知,f(x)min=f(0)=1,f(x)max=max{f(-1),f(1)},

    由(Ⅱ)知,当a>1时,f(x)max=f(1)=a+1-lna,

    由题意知,f(x)max-f(x)min≤e-1,

    即a+1-lna-1≤e-1,a-lna-e+1≤0,(a∈(1,+∞)).

    设F(a)=a-lna-e+1,则F′(a)=1-[1/a]=[a−1/a]>0,

    故F(a)在(1,+∞)单调递增.

    又∵F(e)=e-1-e+1=0,由F(a)≤0,得a∈(1,e].①

    当0<a<1时,f(x)max=f(-1)=[1/a]+1+lna,

    由题意知,f(x)max-f(x)min≤e-1,

    即[1/a]+1+lna-1≤e-1,也就是[1/a]+lna-e+1≤0,

    设F(a)=[1/a]+lna-e+1,则F′(a)=-[1

    a2+

    1/a]=[a−1

    a2<0,

    故F(a)在(0,1)单调递减.

    又∵F(

    1/e])=e-1-e+1=0,由F(a)≤0,得a∈[[1/e],1).②

    综合①②可得a∈[[1/e],1)∪(1,e].

    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;利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 本题是函数与导数综合题目,考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,恒成立问题,考查分析解决问题的能力.