已知函数f(x)=x(1+lnx)x−1,(x>1)

1个回答

  • 解题思路:(1)利用导数的运算法则即可得到f′(x),利用函数取得极值的条件,可得f′(x0)=0,即x0-2-lnx0=0,变形x0-1=1+lnx0,即可证明;

    (2)由于xlnx+(1-k)x+k>0恒成立,分离参数得

    k<

    x(1+lnx)

    x−1

    =f(x)

    .故只需f(x)min>k,利用导数研究函数f(x)的极小值即可.

    (1)∵f(x)=

    x(1+lnx)

    x−1,(x>1),∴f′(x)=

    x−2−lnx

    (x−1)2,

    ∵x0为函数f(x)的极值点,∴f'(x0)=0,

    即x0-2-lnx0=0,于是x0-1=1+lnx0

    故f(x0)=

    x0(1+lnx0)

    x0−1=

    x0(x0−1)

    x0−1=x0.

    (2)xlnx+(1-k)x+k>0恒成立,分离参数得k<

    x(1+lnx)

    x−1=f(x).

    则x>1时,f(x)>k恒成立,只需f(x)min>k,f′(x)=

    x−2−lnx

    (x−1)2,

    记g(x)=x-2-lnx,∴g′(x)=1−

    1

    x>0,

    ∴g(x)在(1,+∞)上递增,又g(3)=1-ln3<0,g(4)=2-ln4>0,

    ∴g(x)在(1,+∞)上存在唯一的实根x0,且满足x0∈(3,4),

    ∴当1<x<x0时g(x)<0,即f'(x)<0;当x>x0时g(x)>0,

    即f'(x)>0,f(x)min=f(x0)=x0∈(3,4),

    故正整数k的最大值为3.

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的极值.

    考点点评: 本题综合考查了利用导数研究函数的单调性、极值与最值、分离参数法、函数的零点等基础知识与基本方法,熟练掌握知识与方法是解题的关键,属于难题.