(理)已知函数f(x)=x-
(Ⅰ)若x=2是f(x)的极值点,求a的值; (Ⅱ)求f(x)的单调区间; (Ⅲ)若f(x)在[0,+∞)上的最大值是0,求a的取值范围. |
(理)(本小题满分12分)
(Ⅰ)f′(x)=
, x∈(-1,+∞).x(1-a-ax) x+1
依题意,令f'(2)=0,解得 a=
.1 3
经检验,a=
时,符合题意.…(4分)1 3
(Ⅱ)①当a=0时,f′(x)=
.x x+1
故f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).
②当a>0时,令f'(x)=0,得x1=0,或x2=
-1.1 a
当0<a<1时,f(x)与f'(x)的情况如下:
x | (-1,x1) | x1 | (x1,x2) | x2 | (x2,+∞) |
f'(x) | - | 0 | + | 0 | - |
f(x) | ↘ | f(x1) | ↗ | f(x2) | ↘ |
1 |
a |
1 |
a |
当a=1时,f(x)的单调减区间是(-1,+∞).
当a>1时,-1<x2<0,f(x)与f'(x)的情况如下:
x | (-1,x2) | x2 | (x2,x1) | x1 | (x1,+∞) |
f'(x) | - | 0 | + | 0 | - |
f(x) | ↘ | f(x2) | ↗ | f(x1) | ↘ |
1 |
a |
1 |
a |
③当a<0时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).
综上,当a≤0时,f(x)的增区间是(0,+∞),减区间是(-1,0);
当0<a<1时,f(x)的增区间是(0,
-1),减区间是(-1,0)和(1 a
-1,+∞);1 a
当a=1时,f(x)的减区间是(-1,+∞);
当a>1时,f(x)的增区间是(
-1,0);减区间是(-1,1 a
-1)和(0,+∞).1 a
…(10分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知 a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,由f(0)=0,知不合题意.
当0<a<1时,f(x)在(0,+∞)的最大值是f(
-1),1 a
由f(
-1)>f(0)=0,知不合题意.1 a
当a≥1时,f(x)在(0,+∞)单调递减,
可得f(x)在[0,+∞)上的最大值是f(0)=0,符合题意.
所以,f(x)在[0,+∞)上的最大值是0时,a的取值范围是[1,+∞).…(12分)