己知f(x)=lnx-ax2-bx.
(Ⅰ)若a=-1,函数f(x)在其定义域内是增函数,求b的取值范围;
(Ⅱ)当a=1,b=-1,时,证明函数f(x)只有一个零点.
解:(Ⅰ)依题意:f(x)=lnx+x
2-bx
∵f(x)在(0,+∞)上递增,∴f′(x)=
+2x-b≥0对x∈(0,+∞)恒成立
即b≤
+2x对x∈(0,+∞)恒成立,∴只需b≤
∵x>0,∴
+2x≥2
当且仅当x=
时取“=”,∴b≤2
,
∴b的取值范围为(-∞,2
]
(Ⅱ)当a=1,b=1时,f(x)=lnx-x
2-b,其定义域是(0,+∞)
∴f′(x)=
-2x+1=-
=-
∵x>0,∴0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0
∴函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减
∴当x=1时,函数f(x)取得最大值,其值为f(1)=ln1-1
2+1=0
当x≠1时,f(x)<f(1),即f(x)<0
∴函数f(x)只有一个零点
分析:(I)将f(x)在(0,+∞)上递增,转化成f′(x)≥0对x∈(0,+∞)恒成立,即b≤
+2x对x∈(0,+∞)恒成立,只需b≤
即可,根据基本不等式可求出
;
(II)先求出函数的定义域,然后求出f′(x),在定义域内求出f′(x)>0 与f′(x)<0,从而得到函数f(x)在定义域内的单调性,得到函数f(x)的最大值为0,从而当x≠1时,f(x)<f(1),即f(x)<0,则函数f(x)只有一个零点.
点评:本题主要考查导函数的正负与原函数的单调性之间的关系,即当导函数大于0时原函数单调递增,当导函数小于0时原函数单调递减,同时考查了转化与划归的思想,分析问题解决问题的能力,属于中档题.