设函数f(x)=lnx+ax−1在(0,1e)内有极值.

设函数f(x)=lnx+
a
x−1
在(0,
1
e
)
内有极值.
(1)求实数a的取值范围;
(2)若x1∈(0,1),x2∈(1,+∞),求证:f(x2)−f(x1)>e+2−
1
e
crazy510 1年前 已收到3个回答 举报

zhang8106 幼苗

共回答了19个问题采纳率:84.2% 举报

解题思路:(1)函数的定义域为(0,1)∪(1,+∞),求导函数,利用函数f(x)=lnx+
a
x−1
(0,
1
e
)
内有极值,可得f′(x)=0在(0,
1
e
)
内有解,令g(x)=x2-(a+2)x+1=(x-α)(x-β)根据αβ=1,可设0<α<
1
e
,则β>e,从而可求实数a的取值范围;
(2)求导函数确定函数f(x)的单调性,进而由x1∈(0,1),可得f(x1)≤f(α)=lnα+
a
α−1
;由x2∈(1,+∞),可得f(x2)≥f(β)=lnβ+
a
β−1
,所以f(x2)-f(x1)≥f(β)-f(α),又f(β)−f(α )=2lnβ+a×
α−β
(β−1)(α−1)
=2lnβ+β −
1
β
.记h(β)=2lnβ+β −
1
β
(β>e)
,可得h(β)在(0,+∞)上单调递增,从而问题得证.

(1)函数的定义域为(0,1)∪(1,+∞)
求导函数f′(x)=
1
x−
a
(x−1)2=
x2−(a+2)x+1
x(x−1)2
∵函数f(x)=lnx+
a
x−1在(0,
1
e)内有极值
∴f′(x)=0在(0,
1
e)内有解,令g(x)=x2-(a+2)x+1=(x-α)(x-β)
∵αβ=1,不妨设0<α<
1
e,则β>e
∵g(0)=1>0,
∴g(
1
e)=
1
e2−
a+2
e+1<0,
∴a>e+
1
e−2
(2)证明:由f′(x)>0,可得0<x<α或x>β;由f′(x)<0,可得α<x<1或1<x<β
∴f(x)在(0,α)内递增,在(α,1)内递减,在(1,β)内递减,在(β,+∞)递增
由x1∈(0,1),可得f(x1)≤f(α)=lnα+
a
α−1
由x2∈(1,+∞),可得f(x2)≥f(β)=lnβ+
a
β−1
∴f(x2)-f(x1)≥f(β)-f(α)
∵αβ=1,α+β=a+2
∴f(β)−f(α )=2lnβ+a×
α−β
(β−1)(α−1)=2lnβ+a×

1
β−β
2−(a+2)=2lnβ+β −
1
β
记h(β)=2lnβ+β −
1
β(β>e)
则h′(β)=[2/β+1+
1
β2]>0,h(β)在(0,+∞)上单调递增
∴h(β)>h(e)=e+2−
1
e
∴f(x2)−f(x1)>e+2−
1
e

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题以函数为载体,考查导数知识的运用,考查函数的极值与单调性,考查不等式的证明,综合性比较强.

1年前

2

晕倒中 幼苗

共回答了2个问题 举报

这个是不是用参变分离来算啊?可是怎么弄啊!我也在算。。。费解啊!

1年前

2

啪喳喳 幼苗

共回答了9个问题 举报

(1)f(x)倒数等于0,得a=(x-1)/x, 得a属于负无穷到(1-e)

1年前

1
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