已知函数f(x)=lnx+ax(a∈R)有两个不同的零点x1、x2.(Ⅰ)求a的取值范围;(Ⅱ)设x0=x1+x22,f′(

2024-11-18 20:40:26
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回答1:

(I)f(x)=

1
x
+a(x>0),当a≥0时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,此时函数f(x)最多有一个零点,不符合题意,应舍去;
当a<0时,令f′(x)=0,解得x=-
1
a
.当0<x<?
1
a
时,f′(x)>0,此时函数f(x)单调递增;当x>?
1
a
时,f′(x)<0,此时函数f(x)单调递减法.
可知-
1
a
是函数f(x)的极大值点即最大值点,且当x→0时,f(x)→-∞;当x→+∞时,f(x)→-∞.
又函数f(x)=lnx+ax(a∈R)有两个不同的零点x1、x2.∴f(x)max>0,即ln(?
1
a
)?1>0
,解得?
1
e
<a<0

∴a的取值范围是(?
1
e
,0)

(II)不妨设x1<x2
由(I)可知:0<x1<?
1
a
x2

x>?
1
a
时,函数f(x)单调递减,∴只要证明
x1+x2
2
>?
1
a
即可,变为?
2
a
?x1>?
1
a

设g(x)=ln(?
2
a
?x)+a(?
2
a
?x)?(lnx+ax)

g(x)=
1
2
a
+x
?2a?
1
x
=
?2(ax+1)2
x(2+ax)
>0,x∈(0,?
2
a
)
,且g(
?1
a
)
=0.
g(?
2
a
?x1)>g(?
1
a
)

?
2
a
?x1>?
1
a

(III)由(II)可得:
x1+x2
2
>?
1
a

∵lnx1+ax1=0,lnx2+ax2=0,
∴lnx1+lnx2=-a(x1+x2>?a×(?
2
a
)
=2,
x1x2e2