已知函数f(x)=2lnx-x2(x>0)。(1)求函数f(x)的单调区间与最值;(2)若方程2xlnx+mx-x3=0在区间[,e]内有两个不相等的实根,求实数m的取值范围;(其中e为自然对数的底数
解:(1)∵,x>0, ∴当0<x<1时,,f(x)单调递增;当x>1时,,f(x)单调递减;∴当x=1时,f(x)有极大值,也是最大值,即为-1,但无最小值;故f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞);最大值为-1,但无最小值。(2)方程化为,由(1)知,f(x)在区间上的最大值为-1,, ∴f(x)在区间上的最小值为,故在区间上有两个不等实根需满足, ∴,∴实数m的取值范围为。(3)∵,又f(x)-ax=0有两个实根, ∴,两式相减,得, ∴, 于是=,,要证:,只需证:, 只需证:, (*) 令,∴(*)化为,只证即可, == ∴t-1<0, ∴,∴在(0,1)上单调递增,∴, ∴,∴,即:, ∴。
题目简介
已知函数f(x)=2lnx-x2(x>0)。(1)求函数f(x)的单调区间与最值;(2)若方程2xlnx+mx-x3=0在区间[,e]内有两个不相等的实根,求实数m的取值范围;(其中e为自然对数的底数
题目详情
(1)求函数f(x)的单调区间与最值;
(2)若方程2xlnx+mx-x3=0在区间[
(3)如果函数g(x)=f(x)-ax的图像与x轴交于两点A(x1,0),B(x2,0),且0<x1<x2,求证:g′(px1+qx2)<0(其中,g′(x)是g(x)的导函数,正常数p,q满足p+q=1,q>p)
答案
解:(1)∵
,x>0,
,f(x)单调递增;
,f(x)单调递减;
化为
,
上的最大值为-1,
,
上的最小值为
,
在区间
上有两个不等实根需满足
,
,∴实数m的取值范围为
。
,又f(x)-ax=0有两个实根,
,
,
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,
,
,只需证:
,
, (*)
,
,
即可,
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在(0,1)上单调递增,∴
,
,∴
,
,
。
∴当0<x<1时,
当x>1时,
∴当x=1时,f(x)有极大值,也是最大值,即为-1,但无最小值;
故f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞);最大值为-1,但无最小值。
(2)方程
由(1)知,f(x)在区间
∴f(x)在区间
故
∴
(3)∵
∴
两式相减,得
∴
于是
=
要证:
只需证:
令
∴(*)化为
只证
=
∴t-1<0,
∴
∴
即:
∴