已知函数f(x)=ln[x/a].

已知函数f(x)=ln[x/a].
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线为x-y-1=0,求a的值;
(Ⅱ)设g(x)=
x−a
ax
,a>0,证明:当x>a,f(x)的图象始终在g(x)图象的下方;
(Ⅲ)当a=1时,h(x)=f(x)-e[1+
x
•g(x)],(e为自然对数的底数),h′(x)表示h(x)导函数,求证:对于曲线C上的不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),x1<x2,存在唯一的x0∈(x1,x2),使直线AB的斜率等于h′(x0).
大海中的我 1年前 已收到1个回答 举报

走南闯北2000 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)已知曲线上的点,并且知道过此点的切线方程,容易求出斜率,又知点(1,f(1))在曲线上,利用方程联立解出a的值;
(Ⅱ)令φ(x)=f(x)-g(x)=lnx-lna-
x−a
ax
(x>a>0),证明φ(x)在(a,+∞)上单调递减,且φ(a)=0,即可得出结论;
(Ⅲ)若存在唯一的x0∈(x1,x2),使直线AB的斜率等于h′(x0),则x0ln
x2
x1
-(x2-x1)=0,设F(x)=xln
x2
x1
-(x2-x1),则F(x)是关于x的一次函数,只需证明F(x)在(x1,x2)上单调,且满足F(x1)F(x2)<0.将x1,x2看作自变量,得到两个新函数足F(x1)、F(x2),讨论它们的最值即可.

(Ⅰ)∵f(x)=ln[x/a],∴f′(x)=[1/x],
∴f′(1)=1,
∵f(1)=ln[1/a],
∵曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x-y-1=0,
∴1-ln[1/a]-1=0,∴a=1;
(Ⅱ)证明:令φ(x)=f(x)-g(x)=lnx-lna-
x−a

ax(x>a>0),
则φ′(x)=-
(
x−
a)2
2x
ax<0,
∴φ(x)在(a,+∞)上单调递减,且φ(a)=0,
∴x>a时,φ(x)<φ(a)=0,即f(x)<g(x),
∴当x>a时,f(x)的图象始终在g(x)的图象的下方;
(Ⅲ)证明:由题意,h(x)=lnx-ex,
若存在唯一的x0∈(x1,x2),使直线AB的斜率等于h′(x0),

1
x0-e=
lnx2−lnx1−e(x2−x1)
x2−x1,
∴x0ln
x2
x1-(x2-x1)=0,
设F(x)=xln
x2
x1-(x2-x1),则F(x)是关于x的一次函数,
∴只需证明F(x)在(x1,x2)上单调,且满足F(x1)F(x2)<0.
F(x1)=x1ln
x2
x1-(x2-x1),F(x2)=x2ln
x2
x1-(x2-x1),
将x1,x2看作自变量,得到两个新函数足F(x1)、F(x2),讨论它们的最值.
F(x1)=x1ln
x2
x1-(x2-x1),F′(x1)=ln
x2
x1>0,函数是增函数,
∵x1<x2,∴F(x1)<F(x2)=0.
同理F(x2)=x2ln
x2
x1-(x2-x1),函数是增函数,∴F(x1)>F(x2)=0.
∴F(x1)F(x2)<0∴F(x)=xln
x2
x1-(x2-x1)在(x1,x2)上有零点x0

x2
x1>1,∴ln
x2
x1>0,
∴F(x)=xln
x2
x1-(x2-x1),)在(x1,x2)上是增函数,
∴F(x)=xln
x2
x1-(x2-x1)在(x1,x2)上有唯一零点x0
∴对于曲线C上的不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),x1<x2
存在唯一的x0∈(x1,x2),使直线AB的斜率等于h′(x0).

点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题考查导数知识的综合运用,考查导数的几何意义,考查学生分析解决问题的能力,正确构造函数是关键.

1年前

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