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已知函数f=x-1-lnxx及h=x2-1+lnx判断函数h在上的单调性,并求出h的值;求

题文

已知函数f(x)=x-1-lnxx(x>0)及h(x)=x2-1+lnx(x>0)
(I)判断函数h(x)在(0,+∞)上的单调性,并求出h(1)的值;
(II)求函数f(x)的单调区间及其在定义域上的最小值;
(III)是否存在实数m,n,满足1≤m<n,使得函数f(x)在[m,n]的值域也有[m,n]?并说明理由. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)∵h'(x)=2x+1x,又因为x>0,所以h'(x)>0在(0,+∞)上恒成立
即函数h(x)在(0,+∞)上是单调递增,(2分)
且h(1)=0(4分)
(Ⅱ)f'(x)=x2-1+lnxx2=h(x)x2(x>0)
由(Ⅰ)函数h(x)=x2-1+lnx在(0,+∞)上是单调递增,且h(1)=0可知:
当0<x<1时,h(x)<0,所以有f'(x)<0;
当x>1时,h(x)>0,所以有f'(x)>0.(7分)
即函数f(x)在区间(0,1)上是减函数,在区间(1,+∞)上是增函数.(8分)
所以函数f(x)在x=1处取得最小值f(1)=0(9分)
(Ⅲ)不存在(10分)
∵函数f(x)在区间(1,+∞)上是增函数,
∴当满足1≤m<n,函数f(x)在[m,n]也是增函数.
若函数f(x)在[m,n]的值域也有[m,n],则有f(m)=m,f(n)=n,
也即函数y=f(x)与直线y=x在[1,+∞)上至少有两个不同的交点,
也即g(x)=f(x)-x在[1,+∞)上至少有两个不同的零点,
又g(x)=f(x)-x在区间[1,e)上是减函数,且g(1)=f(1)-1=-1,
当x∈[e,+∞)为增函数,且g(x)<0.
∴函数g(x)=f(x)-x在[1,+∞)上没有零点,
所以不存在实数m,n,满足1≤m<n,使得函数f(x)在[m,n]的值域也有[m,n].(13分)

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解析

1x

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=x-1-lnxx(x>.....”主要考查你对 [函数的零点与方程根的联系 ]考点的理解。 函数的零点与方程根的联系

函数零点的定义

一般地,如果函数y =f(x)在实数a处的值等于零,即f(a)=o,则a叫做这个函数的零点,有时我们把一个函数的图象与x轴的交点的横坐标,也叫做这个函数的零点。               

函数零点具有的性质:

对于任意函数y=(x)只要它的图象是连续不间断的,则有:
(1)当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.如函数f(x)=x2-2x -3的图象在零点-1的左边时,函数值取正号,当它通过第一个零点-1时,函数值由正变为负,在通过第二个零点3时,函数值又由负变为正.
(2)在相邻两个零点之间所有的函数值保持同号,

方程的根与函数的零点的联系

方程f(x)=0有实根
已知函数f=x-1-lnxx及h=x2-1+lnx判断函数h在上的单调性,并求出h的值;求
函数y=f(x)的图像与x轴有交点
已知函数f=x-1-lnxx及h=x2-1+lnx判断函数h在上的单调性,并求出h的值;求
函数y=f(x)有零点

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