问题
选择题
设a>0,方程xlnx+(a-x)ln(a-x)=0有解,则a的取值范围是( )
A.(0,1]
B.(0,2]
C.(1,2]
D.(1,3]
答案
由题意设f(x)=xlnx+(a-x)ln(a-x),且0<x<a,
则原题可转化为f(x)=0在(0,a)有解,求a的范围,
∴f′(x)=1+lnx-1-ln(a-x)=lnx-ln(a-x)
则f″(x)=
-1 x
=1 x-a
,-a x(x-a)
由题意得0<x<a,又∵a>0,∴f″(x)恒大于0,
∴f′(x)在(0,a)为增函数,
令f′(x)=0,得x=
,则0<a 2
<a,a 2
∴f′(x)在(0,
)恒小于零,在(a 2
,a)恒大于零,a 2
则f(x)在(0,
)递减,在(a 2
,a)递增a 2
要使f(x)在(0,a)有解,
则f(x)的最小值:f(
)=a 2
lna 2
+(a-a 2
)ln(a-a 2
)=aln(a 2
)≤0,a 2
设g(x)=
lnx,x>0,x 2
且g′(x)=
lnx+1 2
=0,得x=1 2
,1 e
∴g(x)在(0,
)递减,在(1 e
,+∞)递增,1 e
∵当x趋向于零时,g(x)=
lnx<0,最小值g(x 2
)<0,1 e
且g(1)=
ln1=0,此时a=2,1 2
又由a>0,解得a的范围为(0,2],
故选B.