已知函数f(x)=lnax- x-a x (a≠0)

1个回答

  • (Ⅰ)由题意 f ′ (x)=

    x-a

    x 2 .…(1分)

    当a>0时,函数f(x)的定义域为(0,+∞),此时函数在(0,a)上是减函数,在(a,+∞)上是增函数,

    故 f min (x)=f(a)=ln a 2 ,无最大值. …(3分)

    当a<0时,函数f(x)的定义域为(-∞,0),此时函数在(-∞,a)上是减函数,在(a,0)上是增函数,

    故 f min (x)=f(a)=ln a 2 ,无最大值.…(5分)

    (Ⅱ)证明:取a=2,由(Ⅰ)可知: f(x)=ln2x-

    x-2

    x ≥f(2)=2ln2 ,

    2

    x ≥1+ln4-ln2x=ln

    2e

    x ,∴

    1

    x ≥

    1

    2 ln

    2e

    x ,(x>0)

    取x=1,2,3…,n,则 1+

    1

    2 +

    1

    3 +…+

    1

    n ≥

    1

    2 ln

    (2e) n

    n! .…(10分)

    (Ⅲ)假设存在这样的切线,设其中一个切点T( x 0 ,ln x 0 -

    x 0 -1

    x 0 ),

    ∴切线方程:y+1=

    x 0 -1

    x 0 2 (x-1) ,将点T坐标代入得:ln x 0 -

    x 0 -1

    x 0 +1=

    ( x 0 -1 ) 2

    x 0 2 ,

    即ln x 0 +

    3

    x 0 -

    2

    x 0 2 -1=0 ,…①

    设g(x)=lnx+

    3

    x -

    1

    x 2 -1 ,则 g ′ (x)=

    (x-1)(x-2)

    x 3 .

    ∵x>0,∴g(x)在区间(0,1),(2.+∞)上是增函数,在区间(1,2)上是减函数,

    故g(x) 极大值=g(1)=1>0,g(x) 极小值=g(2)=ln2+

    1

    4 >0 .

    又 g(

    1

    3 )=ln

    1

    3 +9-9-1=-ln3-1<0 ,(也可以求 g(

    1

    4 ) 等等)

    注意到g(x)在其定义域上的单调性,知g(x)=0仅在 (

    1

    3 ,1) 内有且仅有一根

    方程①有且仅有一解,故符合条件的切线有且仅有一条.…(15分)