已知函数f(x)=x2ax+lnx(a∈R),g(x)=x-lnx.

1个回答

  • 解题思路:(1)把a=0代入函数解析式,求导后得到导函数的零点,列表判断函数在不同区间内的单调性,从而求得

    f(x)在(1,+∞)上的最小值;

    (2)(i)由f(x)=g(x),分离参数得到

    a=

    x

    x−lnx

    lnx

    x

    ,令

    h(x)=

    x

    x−lnx

    lnx

    x

    .求导后得其极值点,求得函数极值,则使y=f(x)与y=g(x)的图象恰有三个不同的交点的实数a的取值范围可求;

    (ii)由

    a=

    x

    x−lnx

    lnx

    x

    =[1

    1−

    lnx/x

    lnx

    x],令

    u=

    lnx

    x

    ,转化为关于u的方程后由根与系数关系得到u1+u2=1-a<0,u1u2=1-a<0,最后由

    (f(

    x

    1

    )

    )

    2

    f(

    x

    2

    )f(

    x

    3

    )

    x

    1

    2

    x

    2

    x

    3

    =1

    证得答案.

    (1)当a=0时,f(x)=

    x2

    ax+lnx=

    x2

    lnx,

    得f′(x)=

    x(2lnx−1)

    (lnx)2=0,

    ∵x∈(1,+∞),

    ∴x=

    e.

    列表:

    (1,

    e)

    e(

    e,+∞)

    f′(x)-0+

    f(x)减函数极小值增函数∴当a=0时,f(x)在(1,+∞)上的最小值为f(

    e)=2e;

    (2)(i)由

    x2

    ax+lnx=x-lnx(x>0,ax+lnx≠0),

    分离参数得a=

    x

    x−lnx−

    lnx

    x,令h(x)=

    x

    x−lnx−

    lnx

    x.

    由h′(x)=

    1−lnx

    (x−lnx)2−

    1−lnx

    x2=

    lnx(1−lnx)(2x−lnx)

    x2(x−lnx)2=0,

    得x=1或x=e.

    列表:

    (0,1)(1,e)(e,+∞)

    h′(x)-+-

    h(x)减函数增函数减函数而x→0,h(x)→+∞,h(1)=1,h(e)=1+

    1

    e(e−1),x→+∞,h(x)→1.

    结合函数的单调性可得,实数a的取值范围为(1,1+

    1

    e(e−1));

    (ii)证明:由(i)知0<x1<1<x2<e<x3

    a=

    x

    x−lnx−

    lnx

    x=[1

    1−

    lnx/x−

    lnx

    x],令u=

    lnx

    x,

    则a=

    1

    1−u−u,即u2+(a-1)u+1-a=0,

    u1+u2=1-a<0,u1u2=1-a<0,画u=

    lnx

    x图象.

    不妨设u1<u2,则u1=

    lnx1

    x1,u2=

    lnx2

    x2=

    lnx3

    x3,

    (f(x1))2f(x2)f(x3)

    x12x2x3=

    (g(x1))2g(x2)g(x3)

    x12x2x3=(

    x1−lnx1

    x1)2

    x2−lnx2

    x2

    x3−lnx3

    x3

    =(1−

    lnx1

    x1)(1−

    lnx2

    x2)(1−

    lnx3

    x3)=(1−u1)2(1−u2)(1−u3)=[(1−u1)(1−u2)]2

    =[1−(u1+u2)+u1u2]2=[1−(1−a)+(1−a)]2=1.

    故:(f(x1))2f(x2)f(x3)=x12x2x3

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题考查了利用导数求闭区间上函数的最值,求函数在闭区间[a,b]上的最大值与最小值是通过比较函数在(a,b)内所有极值与端点函数f(a),f(b) 比较而得到的.训练了函数零点的判断方法,运用了分离变量法、换元法、函数构造法等数学转化思想方法,是压轴题.

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