已知a>0,函数f(x)=lnx-[a/x]-x.

已知a>0,函数f(x)=lnx-[a/x]-x.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若A、B是曲线y=f(x)上的任意不同两点,其横坐标分别为m、n,曲线y=f(x)在x=t处的切线与直线AB平行,求证:m+n>2t.
zeenmy 1年前 已收到1个回答 举报

hans7062 幼苗

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解题思路:(1)先求出f′(x)=
-x2+x+a
x2
,(x>0),解不等式从而求出函数的单调区间;
(2)由f′(t)=
f(m)-f(n)
m-n
=
ln
m
n
m-n
+[a/mn]-1,得f′(t)-f′([m+n/2])=[1/m-n][ln[m/n]-
2(
m
n
-1)
m
n
+1
]+[a/mn]-
4a
(m+n)2
,不妨设m>n,且[m/n]=μ,设g(μ)=lnμ-
2(μ-1)
μ+1
,从而g(μ)>g(1)=0,得f′(t)>f′′([m+n/2]),故由f′(t)>f′([m+n/2])知[m+n/2]>t,即m+n>2t.

(1)∵f′(x)=
-x2+x+a
x2,(x>0),
令f′(x)>0,解得:0<x<
1+
1+4a
2,
令f′(x)<0,解得:x>
1+
1+4a
2,
∴f(x)在(0,
1+
1+4a
2)递增,在(
1+
1+4a
2,+∞)递减;
(2)∵y=f(x)在x=t处的切线与直线AB平行,
∴f′(t)=
f(m)-f(n)
m-n=
ln
m
n
m-n+[a/mn]-1,
又f′([m+n/2])=-1+[2/m++n]+
4a
(m+n)2,
∴f′(t)-f′([m+n/2])=[1/m-n][ln[m/n]-
2(
m
n-1)

m
n+1]+[a/mn]-
4a
(m+n)2,
不妨设m>n,且[m/n]=μ,
则由m>0,n>0,知μ>1,
设g(μ)=lnμ-
2(μ-1)
μ+1,
则μ>1时,g′(μ)>0,
∴g(μ)在(1,+∞)递增,
从而g(μ)>g(1)=0,
即ln[m/n]-
2(
m
n-1)

m
n+1>0,
又[a/mn]-
4a
(m+n)2>[a/mn]-
4a
(2
mn)2=0,
∴f′(t)-f′([m+n/2])>0,
即f′(t)>f′′([m+n/2]),
令h(x)=f′(x)=-1+[1/x],
则h′(x)=-[1
x2-
2a
x2<0,
∴f′(x)在(0,+∞)递减,

m+n/2]>0,t>0,
故由f′(t)>f′([m+n/2])知[m+n/2]>t,
即m+n>2t.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查了函数的单调性,导数的应用,考查不等式的证明,是一道综合题.

1年前

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