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函数f(x)=lnx-a(x-1)x(x>0,a∈R).试求f的单调区间;当a>0时,求证:函数f的图象存在唯一零点的充要条件是a=1;

题文

函数f(x)=lnx-a(x-1)x(x>0,a∈R).
(1)试求f(x)的单调区间;
(2)当a>0时,求证:函数f(x)的图象存在唯一零点的充要条件是a=1;
(3)求证:不等式1lnx-1x-1<12对于x∈(1,2)恒成立. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)函数的定义域是(0,+∞),导数f′(x)=1x-ax2,
 若a≤0,导数f′(x)在(0,+∞)上大于0,函数的单调增区间是(0,+∞);
若a>0,在(a,+∞)上,导数大于0,函数的单调增区间是(a,+∞),
在(a,+∞)上,导数小于0,单调减区间是(0,a)
(2)由第一问知道,当a>0时候,函数f(x)在(0,a)上递减,在(a,+∞)上递增,
所以要使得函数f(x)的图象存在唯一零点,当且仅当f(a)=0,即a=1
(3)要证1lnx-1x-1<12,即证1lnx<1x-1+12,即证lnx>2x-2x+1
设g(x)=lnx-2x-2x+1,∴g′(x)=1x-4(x+1)2>0,x∈(1,2)恒成立
∴g(x)min>g(1)=0,∴g(x)>0,即1lnx-1x-1<12

解析

1x

考点

据考高分专家说,试题“函数f(x)=lnx-a(x-1)x(x.....”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值

单调性的定义:

1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。

2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间 
 
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}

判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法

(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
函数f(x)=lnx-a(x-1)x(x>0,a∈R).试求f的单调区间;当a>0时,求证:函数f的图象存在唯一零点的充要条件是a=1;
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
函数f(x)=lnx-a(x-1)x(x>0,a∈R).试求f的单调区间;当a>0时,求证:函数f的图象存在唯一零点的充要条件是a=1;
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。

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