已知函数f(x)=ax2-(2a-1)x-lnx(a∈R且a≠0)(Ⅰ)当a=2时,判断函数f(x)在区间(1e , e)上的零点个数,并说明理由;(Ⅱ)若函数f(x)在(1,e)上是单调函数,求a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=ax2-(2a-1)x-lnx(a∈R且a≠0)
(Ⅰ)当a=2时,判断函数f(x)在区间(

1
e
 , e)上的零点个数,并说明理由;
(Ⅱ)若函数f(x)在(1,e)上是单调函数,求a的取值范围.

(I)当a=2时,f(x)=2x2-3x-lnx
f'(x)=4x-3-

1
x
=
(4x+1)(x-1)
x

∴当x∈(
1
e
,1)时,f'(x)<0,当x∈(1,e)时,f'(x)>0
即f(x)在(
1
e
,1)上递减,在(1,e)上递增,
∵f(1)=-1<0,f(
1
e
)=
(e-1)(e-2)
e2
>0,f(e)=2e2-3e-1>0
∴函数f(x)在区间(
1
e
 , e
)上有两个零点
( II)∵a≠0f′(x)=
(2ax+1)(x-1)
x

∴f'(x)=0的根是1 , -
1
2a
…(8分)
-
1
2a
≤1
时,f'(x)在(1,e)上恒大于0,或者恒小于0,
∴函数f(x)在(1,e)上单调,
故a>0 或a≤-
1
2
…(11分)
-
1
2a
>1
时,若函数f(x)在(1,e)上单调,则-
1
2a
≥e
,故-
1
2e
≤a<0
,…(14分)
综上a≤-
1
2
-
1
2e
≤a<0
或a>0.….…(15分)
答案解析:(I)欲判断函数f(x)在区间(
1
e
 , e
)上的零点个数,先要研究函数在(
1
e
,e)上的单调性,然后求出端点的函数值和极值,判定符号,根据根的存在性定理可判定;
( II)欲使函数f(x)在(1,e)上是单调函数,只需极值点不在区间(1,e)上即可.
考试点:A:利用导数研究函数的单调性 B:函数的零点
知识点:本题主要考查了利用导数研究函数的单调性,以及利用导数研究函数的极值和根的存在性定理,同时考查了转化的思想和计算能力,属于中档题.