已知函数f(x)=ax+x2-xlna(a>0,a≠1).
(1)求函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)求函数f(x)单调增区间;
(3)若存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1(e是自然对数的底数),求实数a的取值范围.
(1)∵f(x)=ax+x2-xlna,
∴f′(x)=axlna+2x-lna,
∴f′(0)=0,f(0)=1
即函数f(x)图象在点(0,1)处的切线斜率为0,
∴图象在点(0,f(0))处的切线方程为y=1;(3分)
(2)由于f'(x)=axlna+2x-lna=2x+(ax-1)lna
①当a>1,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;
②当0<a<1,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;
综上,函数f(x)单调增区间(0,+∞);(8分)
(3)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,(12分)
由(2)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)},
而f(1)-f(-1)=(a+1-lna)-(
+1+lna)=a-1 a
-2lna,1 a
记g(t)=t-
-2lnt(t>0),1 t
因为g′(t)=1+
-1 t2
=( 2 t
-1)2≥0(当t=1时取等号),1 t
所以g(t)=t-
-2lnt在t∈(0,+∞)上单调递增,而g(1)=0,1 t
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)(14分)
①当a>1时,由f(1)-f(0)≥e-1⇒a-lna≥e-1⇒a≥e,
②当0<a<1时,由f(-1)-f(0)≥e-1⇒
+lna≥e-1⇒0<a≤1 a
,1 e
综上知,所求a的取值范围为a∈(0,
]∪[e,+∞).(16分)1 e