已知a>0且a≠1,函数f(x)=loga(1-ax).
(1)求函数f(x)的定义域,并判断f(x)的单调性;
(2)若n∈N*,求;
(3)当a=e(e为自然对数的底数)时,设h(x)=(1-ef(x))(x2-m+1).若函数的极值存在,求实数m的取值范围以及函数h(x)的极值.
网友回答
解:(1)由题意知,1-ax>0
所以当0<a<1时,f(x)的定义域是(0,∞),a>1时,f(x)的定义域是(-∞,0),
f′(x)==
当0<a<1时,x∈(0,∞),因为ax-1<0,ax>0,故f'(x)<0,所以f(x)是减函数.
当a>1时,x∈(-∞,0),因为ax-1<0,ax>0,故f'(x)<0,所以f(x)是减函数.
(2)因为f(n)=loga(1-an),所以af(n)=1-an,由函数定义域知1-an>0,因为n是正整数,故0<a<1,
所以=.
(3)h(x)=ex(x2-m+1)(x<0),所以h'(x)=ex(x2+2x-m+1),令h'(x)=0,即x2+2x-m+1=0,由题意应有△≥0,即m≥0.
①当m=0时,h'(x)=0有实根x=-1,在x=-1点左右两侧均有h'(x)>0,故h(x)无极值.
②当0<m<1时,h'(x)=0有两个实根,.当x变化时,h'(x)的变化情况如下表:
∴h(x)的极大值为,h(x)的极小值为.
③当m≥1时,h'(x)=0在定义域内有一个实根.
同上可得h(x)的极大值为.
综上所述,m∈(0,+∞)时,函数h(x)有极值.
当0<m<1时,h(x)的极大值为,h(x)的极小值为.
当m≥1时,h(x)的极大值为.
解析分析:(1)据对数函数的真数大于0,列出不等式求出定义域;求出导函数,利用导函数大于0函数得到递增;导函数小于0函数单调递减.(2)求出f(n)代入极限式,利用特殊函数的极限值求出极限.(3)求出导函数,令导函数为0,导函数是否有根进行分类讨论;导函数的根是否在定义域内再一次引起分类讨论,利用极值的定义求出极值.
点评:本题考查利用导数的符号讨论函数的单调性;利用导数研究函数的极值;在含参数的函数中需要分类讨论.