Question

已知函數(shù)f（x）=lnx-

ax2

2

+（a-1）x-

3

2a

，其中a＞-1且a≠0．
（Ⅰ）當(dāng)a＞0時(shí)，求函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（Ⅱ）若函數(shù)f（x）有兩個(gè)相異的零點(diǎn)x₁，x₂，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

考點(diǎn)：利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,根的存在性及根的個(gè)數(shù)判斷

專題：函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用

分析：（Ⅰ）先求得f（x）的定義域?yàn)椋?，+∞），f′（x）=

(x-1)(-ax-1)

x

，有-ax-1＜0，從而當(dāng)x∈（0，1）時(shí)，f′（x）＞0；當(dāng)x∈（1，+∞）時(shí)，f′（x）＜0，即可得到f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（Ⅱ）①當(dāng)a＞0時(shí)，要使f（x）在（0，+∞）上有兩個(gè)相異零點(diǎn)，則只需f（1）＞0，解得a＞3；當(dāng)-1＜a＜0時(shí)，要使得f（x）在（0，+∞）上有兩個(gè)相異零點(diǎn)，而關(guān)于a的方程無解，故實(shí)數(shù)a的范圍為（3，+∞）．

解答： 解：（Ⅰ）由題意可知，函數(shù)f（x）的定義域?yàn)椋?，+∞），
且f′（x）=

1

x

-ax+（a-1）=

-ax2+(a-1)x+1

x

=

(x-1)(-ax-1)

x

．
由于a＞0，x＞0，故-ax-1＜0
從而當(dāng)x∈（0，1）時(shí)，f′（x）＞0；當(dāng)x∈（1，+∞）時(shí)，f′（x）＜0；
故f（x）在（0，1]上單調(diào)遞增，在[1，+∞）上單調(diào)遞減．
從而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）f′（x）=

(x-1)(-ax-1)

x

，x＞0，
①當(dāng)a＞0時(shí)，由（Ⅰ）得，f（x）在（0，1]上單調(diào)遞增，在[1，+∞）上為減函數(shù)，
考慮到當(dāng)x趨于0時(shí)，f（x）趨于-∞，f（2）=ln2-2-

3

2a

＜0，
故要使f（x）在（0，+∞）上有兩個(gè)相異零點(diǎn)，則只需f（1）＞0，
即f（1）=

a2-2a-3

2a

=

(a-3)(a+1)

2a

＞0，
解得a＞3．
②當(dāng)-1＜a＜0時(shí)，
故當(dāng)x∈（0，1]∪[-

1

a

，+∞）時(shí)f′（x）≥0，當(dāng)x∈[1，-

1

a

]時(shí)f′（x）≤0，
故f（x）在（0，1]上為增函數(shù)，在[1，-

1

a

]上為減函數(shù)，在[-

1

a

，+∞）上為增函數(shù)．
考慮到當(dāng)x趨于0時(shí)，f（x）趨于-∞，當(dāng)x趨于+∞時(shí)，f（x）趨于+∞，
f（1）=

a2-2a-3

2a

=

(a-3)(a+1)

2a

＞0，
從而f（x）在（0，1）內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)，
要使得f（x）在（0，+∞）上有兩個(gè)相異零點(diǎn)，則f（-

1

a

）=ln（-

1

a

）-

1

a

-1=0，又-

1

a

∈（1，+∞），
故ln（-

1

a

）-

1

a

-1＞ln1+1-1=0，從而上述關(guān)于a的方程無解．
綜上，實(shí)數(shù)a的范圍為（3，+∞）．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考察了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性，復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性，根的存在性及根的個(gè)數(shù)判斷等知識(shí)，屬于中檔題．