已知函数f(x)=x2-(a+2)x+alnx+2a+2,其中a≤2.
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)在(0,2]上有且只有一个零点,求实数a的取值范围.
(I)函数定义域为x>0,且f′(x)=2x-(a+2)+=…(2分)
①当a≤0,即≤0时,令f'(x)<0,得0<x<1,函数f(x)的单调递减区间为(0,1),
令f'(x)>0,得x>1,函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞).
②当0<<1,即0<a<2时,令f'(x)>0,得0<x<或x>1,
函数f(x)的单调递增区间为(0,),(1,+∞).
令f'(x)<0,得<x<1,函数f(x)的单调递减区间为(,1).
③当=1,即a=2时,f'(x)≥0恒成立,函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞).…(7分)
(Ⅱ)①当a≤0时,由(Ⅰ)可知,函数f(x)的单调递减区间为(0,1),f(x)在(1,2]单调递增.
所以f(x)在(0,2]上的最小值为f(1)=a+1,
由于f()=--+2=(-1)2-+1>0,
要使f(x)在(0,2]上有且只有一个零点,
需满足f(1)=0或解得a=-1或a<-.
②当0<a≤2时,由(Ⅰ)可知,
(ⅰ)当a=2时,函数f(x)在(0,2]上单调递增;
且f(e-4)=--2<0,f(2)=2+2ln2>0,所以f(x)在(0,2]上有且只有一个零点.
(ⅱ)当0<a<2时,函数f(x)在(,1)上单调递减,在(1,2]上单调递增;
又因为f(1)=a+1>0,所以当x∈(,2]时,总有f(x)>0.
因为e -<1<a+2,
所以f(e -)=e -[e --(a+2)]+(alne -+2a+2)<0.
所以在区间(0,)内必有零点.又因为f(x)在(0,)内单调递增,
从而当0<a≤2时,f(x)在(0,2]上有且只有一个零点.
综上所述,0<a≤2或a<-或a=-1时,f(x)在(0,2]上有且只有一个零点.…(13分)