Question

3．已知函數(shù)f（x）=lnx+$\frac{ax}{x-1}$
（1）若函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn)，求實(shí)數(shù)a的取值范圍；
（2）討論f（x）的零點(diǎn)個(gè)數(shù)．

Answer 1

分析 （1）求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的方程，求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間，根據(jù)函數(shù)的極值的個(gè)數(shù)從而求出a的范圍；
（2）通過(guò)討論a的范圍，判斷函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)．

解答 解：f′（x）=$\frac{1}{x}$+$\frac{a}{{（x+1）}^{2}}$=$\frac{{x}^{2}+（a+2）x+1}{{x（x+1）}^{2}}$，
（1）△＞0，-$\frac{a+2}{a}$＞0，即a＜-4時(shí)，
f′（x）有2個(gè)不同正根$\frac{-（a+2）±\sqrt{{a}^{2}+4a}}{2}$，
則f（x）在（0，$\frac{-（a+2）-\sqrt{{a}^{2}+4a}}{2}$），（$\frac{-（a+2）+\sqrt{{a}^{2}+4a}}{2}$，+∞）遞增，
在（$\frac{-（a+2）-\sqrt{{a}^{2}+4a}}{2}$，$\frac{-（a+2）+\sqrt{{a}^{2}+4a}}{2}$）遞減，
此時(shí)函數(shù)有2個(gè)極值點(diǎn)，
當(dāng)a≥-4時(shí)，（x+1）²+ax≥（x+1）²-4x≥0，f′（x）≥0，
此時(shí)不成立，故a＜-4；
（2）x→0，f（x）→-∞，x→+∞，f（x）→+∞，
由（1）a≥-4時(shí)，f′（x）≥0，此時(shí)恰有1個(gè)零點(diǎn)，
a＜-4時(shí)，f（x）在x₀=$\frac{-（a+2）-\sqrt{{a}^{2}+4a}}{2}$取極大值，
此時(shí)f（x₀）=lnx₀-$\frac{{{（x}_{0}+1）}^{2}}{{x}_{0}+1}$=lnx₀-（x₀+1），
設(shè)g（x）=lnx-（x+1），
g′（x）=$\frac{1}{x}$-1，則g（x）在x=1處取極大值-2，
即g（x）恒小于0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、極值問(wèn)題，考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類(lèi)討論思想，是一道中檔題．