已知函数f(x)=ax-xlna,其中a∈(1,e]
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)求证:对∀x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤e-2.
(Ⅰ)∵f(x)=ax-xlna∴f'(x)=axlna-lna=(ax-1)lna,∵a∈(1,e]∴lna>0
f'(x)>0可得x>0
f'(x)=0可得x=0
f'(x)<0可得x<0
∴f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增…(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)在[-1,0]单调递减,在[0,1]在单调递增∴当x=0时f(x)取得最小值f(x)min=f(0)=1f(x)max=max{f(1),f(-1)}…(6分)
又f(1)=a-lna,f(-1)=
+lnaf(1)-f(-1)=a-1 a
-2lna1 a
设g(a)=a-
-2lna,a∈[1,e]∵g′(a)=1+1 a
-1 a2
=(2 a
-1)2>0∴g(a)在[1,e]上单调递增.又g(1)=0,∴g(a)>0,a∈[1,e]∴f(1)-f(-1)>0,∴f(1)>f(-1)∴在[-1,1]上,f(x)的最大值为f(1)=a-lna…(9分)∴对∀x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤f(1)-f(0)1 a
又f(1)-f(0)=a-lna-1
即对∀x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤a-lna-1…(11分)
设h(a)=a-lna-1,a∈[1,e]则h′(a)=1-
>0∴h(a)在(1,e]上单调递增,∴h(a)max=h(e)=e-2∴a-lna-1≤e-21 a
综上所述,对∀x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤e-2…(14分)