问题
解答题
设函数f(x)=lnx+aln(2-x). (Ⅰ)求函数f(x)的定义域及其导数f'(x); (Ⅱ)当a≥-1时,求函数f(x)的单调区间; (Ⅲ)当a=1时,令g(x)=f(x)+mx(m>0),若g(x)在(0,1]上的最大值为
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答案
(Ⅰ)由
得0<x<2,即函数的定义域为(0,2);x>0 2-x>0
f′(x)=
-1 x
.a 2-x
(Ⅱ)当a≥-1时,f′(x)=
-1 x
=a 2-x 2-(a+1)x x(2-x)
当a=-1时,f′(x)=
,所以在区间(0,2)上,f'(x)>0,2 x(2-x)
故函数f(x)的单调递增区间是(0,2);
当a>-1时,令f′(x)=
=0,解得x=2-(a+1)x x(2-x)
,2 a+1
①当
≥2时,即-1<a≤0时,在区间(0,2)上,f'(x)>0,2 a+1
故函数f(x)的单调递增区间是(0,2);
②当0<
<2时,即a>0时,在区间(0,2 a+1
)上,f'(x)>0,2 a+1
在区间(
,2)上,f'(x)<0,故函数f(x)的单调递增区间是(0,2 a+1
),单调递减区间是(2 a+1
,2).2 a+1
(Ⅲ)当x∈(0,1]且m>0时,g′(x)=
-1 x
+m=1 2-x
+m>0,2(1-x) x(2-x)
即函数在区间(0,1]上是增函数,故函数g(x)在(0,1]上的最大值为g(1),
所以g(1)=m=
,即m=1 2
.1 2