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.
1年前
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