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已知函数f(x)=ax+x2-xlna(a>0,a≠1). (Ⅰ)当a>1时,求...

已知函数f(x)=ax+x2-xlna(a>0,a≠1).
(Ⅰ)当a>1时,求证:函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
(Ⅱ)若函数y=|f(x)-t|-1有三个零点,求t的值;
(Ⅲ)若存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1,试求a的取值范围.
(Ⅰ)证明a>1时函数的导数大于0. (Ⅱ)先判断函数f(x)的极小值,再由y=|f(x)-t|-1有三个零点,所以方程f(x)=t±1有三个根,根据t-1应是f(x)的极小值,解出t. (Ⅲ)f(x)的最大值减去f(x)的最小值大于或等于e-1,由单调性知,f(x)的最大值是f(1) 或f(-1),最小值f(0)=1,由f(1)-f(-1)的单调性,判断f(1)与f(-1)的大小关系,再由 f(x)的最大值减去最小值f(0)大于或等于e-1求出a的取值范围. 【解析】 (Ⅰ)f′(x)=axlna+2x-lna=2x+(ax-1)lna  (3分) 由于a>1,故当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  (5分) (Ⅱ)当a>0,a≠1时,因为f′(0)=0,且f(x)在(0,+∞)上单调递增, 故f′(x)=0有唯一解x=0(7分) 所以x,f′(x),f(x)的变化情况如下表所示: 又函数y=|f(x)-t|-1有三个零点,所以方程f(x)=t±1有三个根, 而t+1>t-1,所以t-1=(f(x))min=f(0)=1,解得t=2;(11分) (Ⅲ)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(Ⅱ)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, 记, 因为(当t=1时取等号), 所以在t∈(0,+∞)上单调递增,而g(1)=0, 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, 综上知,所求a的取值范围为.(16分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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