已知函数f(x)=ax-xlna,其中a>0且a≠1.(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)求函数f(x)在〔-1,1〕上

2024-11-08 12:38:55
推荐回答(1个)
回答(1):

(Ⅰ)∵f(x)=ax-xlna,
∴f′(x)=axlna-lna=(ax-1)lna,
当a>1时,lna>0,
令f′(x)>0,即ax-1>0,解得x>0
令f′(x)<0,即ax-1<0,解得x<0;
当0<a<1时,lna<0,
令f′(x)>0,即ax-1<0,解得x>0
令f′(x)<0,即ax-1>0,解得x<0;
∴f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)在(-1,0)单调递减,在(0,1)在单调递增,
∴当x=0时f(x)取得最小值,
即f(x)min=f(0)=1,
f(x)max=max{f(1),f(-1)}
f(1)=a?lna,f(?1)=

1
a
 +lna,
f(1)?f(?1)=a?
1
a
 ?2lna

g(a)=a?
1
a
?2lna
,则g′(a)=1+
1
a2
?
2
a
=(
1
a
?1)2>0
在a>0且a≠1时恒成立,
∴当0<a<1时,g(a)<g(1)=0,即f(1)<f(-1),
∴f(x)max=f(-1)=
1
a
+lna;
当a>1时,g(a)>g(1)=0,
即f(1)>f(-1),
f(x)max=f(1)=a-lna,
综上可知,函数f(x)在[-1,1]上的最小值为f(0)=1;
当0<a<1时,函数f(x)在[-1,1]上的最大值为f(-1)=
1
a
+lna,
当a>1时,函数f(x)在[-1,1]上的最大值为f(1)=a-lna.