②当a?0,因为e?2a?0,
当x?(??,0)时,g?(x)?0;当x?(0,??)时,g?(x)?0. 所以函数g(x)在(??,0)上单调递减,在(0,??)上单调递增. 又g(0)??1,g(1)?a,
因为x?0,所以x?1?0,e?1,所以e(x?1)?x?1,所以g(x)?ax?x?1
xx2x取x0??1?1?4a,显然x0?0且g(x0)?0
2a所以g(0)g(1)?0,g(x0)g(0)?0.
由零点存在性定理及函数的单调性知,函数有两个零点. ③当a?0时,由g?(x)?x(e?2a)?0,得x?0,或x?ln(?2a).
ⅰ) 当a??x1,则ln(?2a)?0. 2当x变化时,g?(x),g(x)变化情况如下表:
x (??,0) + ↗ 0 0 (0,ln(?2a)) - ↘ ln(?2a) (ln(?2a),??) + ↗ g?(x) 0 g(x) ?1 注意到g(0)??1,所以函数g(x)至多有一个零点,不符合题意. ⅱ) 当a??1,则ln(?2a)?0,g(x)在(??,??)单调递增,函数g(x)至多有一个零点,2不符合题意. 若a??1,则ln(?2a)?0. 2当x变化时,g?(x),g(x)变化情况如下表:
x (??,ln(?2a)) + ↗ ln(?2a) (ln(?2a),0) - ↘ 0 (0,??) + ↗ g?(x) g(x) 0 0 ?1 注意到当x?0,a?0时,g(x)?(x?1)e?ax?0,g(0)??1,所以函数g(x)至多有一个零点,不符合题意.
综上,a的取值范围是(0,??). …………………………………………9分 (Ⅲ)证明:g(x)?f(x)?(x?1)e?ln(x?1)?x?1.
设h(x)?(x?1)e?ln(x?1)?x?1,其定义域为(1,??),则证明h(x)?0即可. 因为h?(x)?xex?xxx2x1?x(ex?),取x1?1?e?3,则h?(x1)?x1(ex1?e3)?0,且x?1x?1h?(2)?0.
又因为h??(x)?(x?1)e?x1?0,所以函数h?(x)在(1,??)上单增. 2(x?1)x0所以h?(x)?0有唯一的实根x0?(1,2),且e?1. x0?1当1?x?x0时,h?(x)?0;当x?x0时,h?(x)?0. 所以函数h(x)的最小值为h(x0).
所以h(x)?h(x0)?(x0?1)e0?ln(x0?1)?x0?1
x?1?x0?x0?1?0.
所以f(x)?g(x). ……………………………………………………14分
20.(本小题13分)
解:(Ⅰ)(ⅰ) x?89,y?100,或x?100,y?89;
数列:11,78,90,x,97,y也是一个“好数列”. …………………………………3分 (ⅱ)由(ⅰ)可知,数列必含89,100两项,
2若剩下两项从90,91,L,99中任取,则都符合条件,有C10?45种;
若剩下两项从79,80,L,88中任取一个,则另一项必对应90,91,L,99中的一个, 有10种;
若取68?a?77,则79?11?a?88,90?22?a?99,“好数列”必超过6项,不符合;
若取a?67,则11?a?78?A6,另一项可从90,91,L,99中任取一个,有10种;
若取56?a?67,则67?11?a?78,78?22?a?89,“好数列”必超过6项,不符合;
若取a?56,则b?67,符合条件,
若取a?56,则易知“好数列”必超过6项,不符合;
综上,a,b,c,d共有66种不同的取值. ………………………………………7分 (Ⅱ)证明:由(Ⅰ)易知,一个“好数列”各项任意排列后,还是一个“好数列”. 又“好数列”a1,a2,L,am各项互不相同,所以,不妨设a1?a2?L?am. 把数列配对:a1?am,a2?am?1,L,am?am,
22?1只要证明每一对和数都不小于n?1即可. 用反证法,假设存在1?j?m,使aj?am?1?j?n, 2因为数列单调递增,所以am?j?1?a1?am?j?1?a2?am?j?1?L?aj?am?j?1?n, 又因为“好数列”,故存在1?k?m,使得ai?am?1?j?ak(1?i?j),
显然ak>am?1?j,故k?m?1?j,所以ak只有j?1个不同取值,而ai?am?1?j有j 个不同取值,矛盾.
所以,a1?am,a2?am?1,L,am?am每一对和数都不小于n?1,
22?1故a1?a2?L?am?
a?a?L?amn?1m(n?1),即12?.…………………13分 2m2