高三数学专题复习 函数的零点与导数的应用关系
21、(本题满分14分) 已知函数1()ln ,()f x a x a R x
=-∈其中 (1)设()(),h x f x x =+讨论()h x 的单调性。
(2)若函数()f x 有唯一的零点,求a 取值范围。
21.解:(1)1()ln h x a x x x
=-+,定义域为(0,)+∞………………1分 22211()1a ax x h x x x x
++'=++=………………2分 令22()1,4g x x ax a =++∆=-
当0∆≤,即22a -≤≤时()0g x ≥,()0h x '≥此时()h x 在(0,)+∞上单调递增。
………………4分
当0∆>即2a <-或2a >时,由()0g x =得1x =,2x = ………………5分
若2a >则10x <又1210x x =>所以20x < 故()0h x '>在(0,)+∞上恒成立 所以()h x 在(0,)+∞单调递增……………………6分
若2a <-则20x >又1210x x =>所以20x >
此时当1(0,)x x ∈时()0h x '>;当12(,)x x x ∈时()0h x '<当2(,)x x ∈+∞时()0h x '> 故()h x 在1(0,)x ,2(,)x +∞上单调递增,在12(,)x x 单调递减……………………7分 综上,当2a ≥-时()h x 在(0,)+∞上单调递增
当2a <-时()h x 在1(0,)x ,2(,)x +∞单调递增,在12(,)x x 单调递减……………8分
(2)方法1:问题等价于1ln a x x =
有唯一实根 显然0a ≠则关于x 的方程1ln x x a
=有唯一实根……………10分 构造函数()ln x x x ϕ=,则()1ln x x ϕ'=+
由0ln 1'=+=x ϕ,得e
x 1=
当e x 10<<时,0)('<x ϕ,)(x ϕ单调递减, 当e x 1>时,)(,0)('x x ϕϕ>单调递增,。