7、時(shí),f(x)和f′(x)的變化情況如下:
x
(-∞,-a-1)
-a-1
(-a-1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
極小值
故f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,-a-1),單調(diào)遞增區(qū)間為(-a-1,+∞).
(2)結(jié)論:函數(shù)g(x)有且僅有一個(gè)零點(diǎn).
理由如下:
由g(x)=f(x-a)-x2=0,得方程xex-a=x2,顯然x=0為此方程的一個(gè)實(shí)數(shù)解,
所以x=0是函數(shù)g(x)的一個(gè)零點(diǎn).
當(dāng)x≠0時(shí),方程可化簡(jiǎn)為ex-a=x.
設(shè)函數(shù)F(x)=ex-a-x,則F′(x)=ex-a-1,
令F′(x)=0,得x=a.
當(dāng)x變化
8、時(shí),F(xiàn)(x)和F′(x)的變化情況如下:
x
(-∞,a)
a
(a,+∞)
F′(x)
-
0
+
F(x)
極小值
即F(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(a,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,a).所以F(x)的最小值F(x)min=F(a)=1-a.
因?yàn)閍<1,所以F(x)min=F(a)=1-a>0,所以對(duì)于任意x∈R,F(xiàn)(x)>0,
因此方程ex-a=x無實(shí)數(shù)解.
所以當(dāng)x≠0時(shí),函數(shù)g(x)不存在零點(diǎn).
綜上,函數(shù)g(x)有且僅有一個(gè)零點(diǎn).
1.已知定義域?yàn)镽的奇函數(shù)f(x),當(dāng)x>0時(shí),f(x)=lnx-ax+1(a∈R).
(1)求函數(shù)
9、f(x)的解析式;
(2)若函數(shù)y=f(x)在R上恰有5個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)設(shè)x<0,則-x>0,
因?yàn)閒(x)是奇函數(shù),
所以f(x)=-f(-x)=-ln(-x)-ax-1,
當(dāng)x=0時(shí),f(x)=0.
所以函數(shù)
f(x)=
(2)因?yàn)楹瘮?shù)f(x)是奇函數(shù),所以函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,由f(x)=0恰有5個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,知5個(gè)實(shí)數(shù)根中有兩個(gè)正根、兩個(gè)負(fù)根、一個(gè)零根,且兩個(gè)正根和兩個(gè)負(fù)根互為相反數(shù).
所以要使方程f(x)=0恰有5個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,只要使方程f(x)=0在(0,+∞)上恰有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根.
下面研究x>0時(shí)的情況:
因?yàn)閒
10、′(x)=-a,所以當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上為單調(diào)遞增函數(shù),所以方程f(x)=0在(0,+∞)上不可能有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根.
所以當(dāng)a>0時(shí),f′(x)=,
令f′(x)=0,得x=.
當(dāng)00,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x>時(shí),f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,
所以函數(shù)f(x)在x=處取得極大值-lna.
所以要使方程f(x)=0在(0,+∞)上恰有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,只要-lna>0,解得0
11、求a的值;
(2)在(1)的條件下,求證:f(x)≥-+-4x+;
(3)當(dāng)x∈[e,+∞)時(shí),f(x)≥0恒成立,求a的取值范圍.
解:(1)f′(x)=2x-a-,
由題意可得f′(1)=0,解得a=1.
經(jīng)檢驗(yàn),a=1時(shí),f(x)在x=1處取得極值,所以a=1.
(2)證明:由(1)知,f(x)=x2-x-lnx,令g(x)=f(x)-=-+3x-lnx-,
由g′(x)=x2-3x+3-=-3(x-1)=(x>0),可知g(x)在(0,1)上是減函數(shù),在(1,+∞)上是增函數(shù),所以g(x)≥g(1)=0,所以f(x)≥-+-4x+成立.
(3)由x∈[e,+∞)知,x+lnx>0,所以f(x)≥0恒成立等價(jià)于a≤在x∈[e,+∞)時(shí)恒成立,令h(x)=,x∈[e,+∞),有h′(x)=>0,所以h(x)在[e,+∞)上是增函數(shù),有h(x)≥h(e)=,所以a≤.
故所求a的取值范圍是.