已知定義域為R的奇函數(shù)f(x),當(dāng)x>0時,f(x)=ln x-ax+1(a∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)若函數(shù)y=f(x)在R上恰有5個零點,求實數(shù)a的取值范圍.
解:(1)由奇函數(shù)的性質(zhì)可得,f(0)=0.設(shè)x<0,則-x>0,故f(-x)=ln(-x)-a(-x)+1=-f(x),
求得f(x)=-ln(-x)-ax-1,
故函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=
.
(2)若函數(shù)y=f(x)在R上恰有5個零點,則這5個零點關(guān)于原點對稱,故方程f(x)=lnx-ax+1=0有2個正實數(shù)根,
即函數(shù)y=lnx 與直線y=ax-1在(0,+∞)上有兩個交點.
當(dāng)y=lnx的圖象與直線y=ax-1相切時,設(shè)切點為(m,lnm),則切線斜率為 (lnm)′=
,
則切線方程為 y-lnm=
(x-m),即切線為 y=
x-1+lnm,故有
,解得 a=m=1.
要使函數(shù)y=lnx 與直線y=ax-1在(0,+∞)上有兩個交點,則有 0<a<1,即實數(shù)a的取值范圍為(0,1).
分析:(1)由奇函數(shù)的性質(zhì)可得f(0)=0.設(shè)x<0,則-x>0,故f(-x)=ln(-x)-a(-x)+1=-f(x),求得f(x)=-ln(-x)-ax-1,由此可得函數(shù)f(x)的解析式.
(2)若函數(shù)y=f(x)在R上恰有5個零點,則這5個零點關(guān)于原點對稱,故方程f(x)=lnx-ax+1=0有2個正實數(shù)根,即函數(shù)y=lnx 與直線y=ax-1在
(0,+∞)上有兩個交點.當(dāng)y=lnx的圖象與直線y=ax-1相切時求得 a=1,從而求得實數(shù)a的取值范圍.
點評:本題主要考查函數(shù)的零點與方程的根的關(guān)系,函數(shù)的奇偶性的應(yīng)用,求函數(shù)的解析式,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想,屬于中檔題.