解题思路:(1)首先求出函数的导数,然后确定函数的极值,最后比较极值与端点值的大小,从而确定函数的最大和最小值.
(2)欲证明函数f(x)的图象在函数g(x)的图象的下方,令
F(x)=f(x)−g(x)=
1
2
x
2
+lnx−a
x
2
,即证:
1
2
x
2
+lnx<a
x
2
利用导数研究函数F(x)单调性r和极值即可证得结论,
(1)∵f′(x)=x+
1
x=
x2+1
x(2分)
当x∈[1,e]时,f'(x)>0.∴f(x)在区间[1,e]上为增函数.(4分)
∴fmax(x)=f(e)=1+
e2
2, fmin(x)=f(1)=
1
2.(6分)
(2)令F(x)=f(x)−g(x)=
1
2x2+lnx−ax2,
则F′(x)=x+
1
x−2ax=
(1−2a)x2+1
x.(8分)∵a>1,∴1-2a<-1
所以,当x>1时,F'(x)<0.∴F(x)在区间(1,+∞)上为减函数.(10分)
又函数F(x)在x=1处连续,且F(1)=
1
2+0−a<0.(11分)
∴F(x)<F(1),即
1
2x2+lnx−ax2<0,即
1
2x2+lnx<ax2
所以在区间(1,+∞)上,函数f(x)的图象在函数g(x)的图象的下方.(12分)
点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数求闭区间上函数的最值.
考点点评: 本小题主要考查函数单调性的应用、导数在最大值、最小值问题中的应用、不等式的解法等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想.属于基础题.