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.