问题 解答题

已知函数f(x)=ax+x2﹣xlna(a>0,a≠1).

(Ⅰ)当a>1时,求证:函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;

(Ⅱ)若函数y=|f(x)﹣t|﹣1有三个零点,求t的值;

(Ⅲ)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1,试求a的取值范围.

答案

解:(Ⅰ)f′(x)=axlna+2x﹣lna=2x+(ax﹣1)lna  

由于a>1,故当x∈(0,+∞)时,lna>0,ax﹣1>0,所以f′(x)>0,

故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增  

(Ⅱ)当a>0,a≠1时,因为f′(0)=0,且f′(x)在R上单调递增,

故f′(x)=0有唯一解x=0

所以x,f′(x),f(x)的变化情况如下表所示:

又函数y=|f(x)﹣t|﹣1有三个零点,

所以方程f(x)=t±1有三个根,而t+1>t﹣1,

所以t﹣1=(f(x))min=f(0)=1,解得t=2;

(Ⅲ)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1,

所以当x∈[﹣1,1]时,|(f(x))max﹣(f(x))min| =(f(x))max﹣(f(x))min≥e﹣1,

由(Ⅱ)知,f(x)在[﹣1,0]上递减,在[0,1]上递增,

所以当x∈[﹣1,1]时,(f(x))min=f(0)=1,(f(x))max=max{f(﹣1),f(1)},

因为(当t=1时取等号),

所以在t∈(0,+∞)上单调递增,而g(1)=0,

所以当t>1时,g(t)>0;当0<t<1时,g(t)<0,

也就是当a>1时,f(1)>f(﹣1);当0<a<1时,f(1)<f(﹣1)

①当a>1时,由f(1)﹣f(0)≤e﹣1a﹣lna≤e﹣1a≤e,

②当0<a<1时,由

综上可知,所求a的取值范围为

单项选择题
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