Question

已知函數(shù)．
（Ⅰ） 當(dāng)a＞0時，求函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（Ⅱ） 若函數(shù)f（x）有兩個相異的零點(diǎn)x₁，x₂．
（i） 求實(shí)數(shù)a的取值范圍．
（ii） 求證：x₁+x₂＞2．

Answer 1

【答案】分析：（I）先求出函數(shù)f（x）的導(dǎo)函數(shù)f′（x），由a＞0，x＞0，得-ax-1＜0，進(jìn)而得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；
（II）（i）令f′（x）=0，求出函數(shù)的臨界點(diǎn)，再對a進(jìn)行分類討論，結(jié)合（I）的結(jié)果判斷出函數(shù)的單調(diào)性，進(jìn)行得出函數(shù)的極值，根據(jù)單調(diào)性和題意確定極值的符號，分別求出a的范圍，最后要求它們的并集；
（ii）先證明下列不等式：當(dāng)a＞3時，對任意的x∈（0，1），f（2-x）＞f（x）令g（x）=f（2-x）-f（x），，則g（x）在（0，1]單調(diào)遞減，由此及彼入手，能夠證明x₁+x₂＞2．
解答：解：（Ⅰ）
由于a＞0，x＞0，得-ax-1＜0，
∴f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間為（0，1]，單調(diào)遞減區(qū)間為[1，+∞）．
（Ⅱ），x＞0，令f′（x）=0，解得x=1，或，
（i）當(dāng)a＞0時，f（x）在（0，1]單調(diào)遞增，[1，+∞）單調(diào)遞減．
∴f（1）＞0，即，∴a＞3
當(dāng)-1＜a＜0時，＞1，
∴f（x）在（0，1]單調(diào)遞增，在單調(diào)遞減，在單調(diào)遞增，
要使的f（x）在（0，+∞）上有兩個相異零點(diǎn)，
則，此時方程無解．                         
綜上所得，實(shí)數(shù)a的范圍為（3，+∞）
（ii）先證明下列不等式：當(dāng)a＞3時，對任意的x∈（0，1），f（2-x）＞f（x）
令g（x）=f（2-x）-f（x），，
則g（x）在（0，1]單調(diào)遞減，
又∵g（1）=0，∴g（x）＞g（1）=0，
即對任意的x∈（0，1），f（2-x）＞f（x）
由（i）得函數(shù)f（x）的兩個零點(diǎn)x₁，x₂（不妨設(shè)x₁＜x₂），滿足0＜x₁＜1＜x₂，
故0=f（x₂）=f（x₁）＜f（2-x₁）
由于x₂＞1，2-x₁＞1，又由（i）得f（x）在（1，+∞）上單調(diào)遞減，從而x₂＞2-x₁
即x₁+x₂＞2．
點(diǎn)評：本題主要考查了函數(shù)導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性、零點(diǎn)以及不等式的問題，主要是利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性等基礎(chǔ)知識，考查計(jì)算能力和分析問題的能力，以及分類討論思想．