问题
解答题
已知函数f(x)=
(I)若曲线f(x)在点(2,f(2))处的切线与直线2x+3y+1=0垂直,求a的值; (II)讨论函数y=f(x)的单调性; (III)当a=2时,关于x的方程f(x)=m有三个不同的实数根,求实数m的取值范围. |
答案
(I)由已知可知f(x)的定义域为{x|x>0}
f'(x)=x-a-1+
(x>0)a x
根据题意可得,f'(2)=2-a-1+
=a 2
,3 2
∴a=-1.
(II)∵f'(x)=x-a-1+
=a x
(x>0)(x-a)(x-1) x
①当a>1时,由f′(x)>0可得x>a或0<x<1;
由f′(x)<0可得0<x<2a
∴f(x)在(2a,+∞)上单调递增,在(0,2a)上单调递减
②当0<a<1时,由f′(x)>0可得x>1或0<x<a;
③当a=1时,在区间(0,+∞)上f′(x)≥0恒成立.
∴当a>1时,f(x)在(0,1),(a,+∞)上单调递增,在(1,a)上单调递减;
当0<a<1时,f(x)在(0,a),(1,+∞)上单调递增,在(a,1)上单调递减;
当a=1时,f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当a≤0时,f(x)在(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.
(III)当a=2时,f(x)=
x2-3x+2lnx,1 2
由(II)问知,f(x)在(0,1),(2,+∞)上单调递增,在(1,2)上单调递减;
∴f(x)的极大值为f(1)=-
,f(x)的极小值为f(2)=2ln2-4,5 2
当m∈(2ln2-4,-
),函数方程f(x)=m在(0,+∞)上有三个不同的实数根,5 2
因此实数m的取值范围是(2ln2-4,-
).5 2