问题
解答题
已知函数f(x)=aln(x-a)-
(I)当-1<a<0时,求f(x)的单调区间; (II)若-1<a<2(ln2-1),求证:函数f(x)只有一个零点x0,且a+1<x0<a+2; (III)当a=-
(本题可参考数据:ln2=0.7,ln
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答案
(I)f(x)的定义域为(a,+∞).
f′(x)=
-x+1=a x-a
.-x2+(a+1)x x-a
令f'(x)=0⇒x=0或x=a+1.
当-1<a<0时,a+1>0,函数f(x)与f'(x)随x的变化情况如下表:
x | (a,0) | 0 | (0,a+1) | a+1 | (a+1,+∞) |
f(x) | - | 0 | + | 0 | - |
f'(x) | ↘ | 极小值 | ↗ | 极大值 | ↘ |
(II)证明:当-1<a<2(ln2-1)<0时,
由(I)知,f(x)的极小值为f(0),极大值为f(a+1).
因为f(0)=aln(-a)>0,f(a+1)=-
(a+1)2+(a+1)=1 2
(1-a2)>0,1 2
且f(x)在(a+1,+∞)上是减函数,
所以f(x)至多有一个零点.
又因为f(a+2)=aln2-
a2-a=-1 2
a[a-2(ln2-1)]<0,1 2
所以函数f(x)只有一个零点x0,且a+1<x0<a+2.…(9分)
(III)因为-1<-
<2(ln2-1),4 5
所以任意x1,x2∈[0,x0]且x2-x1=1,
由(II)可知x1∈[0,a+1],x2∈(a+1,x0],且x2≥1.
因为函数f(x)在[0,a+1]上是增函数,在(a+1,+∞)上是减函数,
所以f(x1)≥f(0),f(x2)≤f(1),
∴f(x1)-f(x2)≥f(0)-f(1).
当a=-
时,f(0)-f(1)=aln(4 5
)-a a-1
=1 2
ln4 5
-9 4
>0.1 2
所以f(x1)-f(x2)≥f(0)-f(1)>0
所以|f(x2)-f(x1)|的最小值为f(0)-f(1)=
ln4 5
-9 4
.1 2
所以使得|f(x2)-f(x1)|≥m恒成立的m的最大值为
ln4 5
-9 4
.…(14分)1 2