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<1

题目简介

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<1

题目详情

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
1
lnx
-
1
x-1
1
2
对于x∈(1,2)恒成立.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)函数的定义域是(0,+∞),导数f′(x)=class="stub"1
x
-class="stub"a
x2

 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class="stub"1
lnx
-class="stub"1
x-1
<class="stub"1
2
,即证class="stub"1
lnx
<class="stub"1
x-1
+class="stub"1
2
,即证lnx>class="stub"2x-2
x+1

g(x)=lnx-class="stub"2x-2
x+1
,∴g′(x)=class="stub"1
x
-class="stub"4
(x+1)2
>0,x∈(1,2)
恒成立
∴g(x)min>g(1)=0,∴g(x)>0,即class="stub"1
lnx
-class="stub"1
x-1
<class="stub"1
2

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