已知g(x)=lnx,其导函数为g'(x),反函数为g-1(x)

已知g(x)=lnx,其导函数为g'(x),反函数为g-1(x)
(1)求证:y=x+1的函数图象恒不在y=g-1(x)的函数图象的上方.
(2)设函数f(x)=eg(x)-g'(x)-a•g(x)(a∈R).若f(x)有两个极值点x1,x2;记过点A(x1,f(x1))B(x2,f(x2))的直线斜率为k.问:是否存在a,使得k=2-a?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
(3)求证:
n
k=1
(
k
n
)n
<[e/e−1].(n∈N*
木木261 1年前 已收到1个回答 举报

85999788 幼苗

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解题思路:(1)设令h(x)=g-1(x)-x-1=ex-x-1,判断函数h(x)的单调性,根据单调性得到h(x)≥h(0)=0,问题得以解决.
(2)先求导,再构造函数F(x)=x2-ax+1,然后再分类讨论函数的单调性,利用斜率公式表示出k=
f(x1)−f(x2)
x1x2
,再假设存在a的值,使得k=2-a,导代入转化为
亦即x2-
1
x2
-2lnx2=0,x2>1,设h(t)=t-
1
t
−2lnt
,t>1,根据函数的单调性,得出矛盾,问题得以解决.
(3)由(1)有1+x≤ex(当且仅当x=0时取等)对任意的实数R均成立,利用放缩法来证明,

解(1)∵g(x)=lnx,其导函数为g'(x),反函数为g-1(x),
令h(x)=g-1(x)-x-1=ex-x-1,
∴h'(x)=ex-1,
令h'(x)=ex-1=0,即x=0,
∴h(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,
∴h(x)≥h(0)=0,从而所得结论成立.
(2)∵f(x)=eg(x)-g'(x)-a•g(x)(a∈R).
∴f(x)=x-[1/x]-alnx,f(x)的定义域为(0,+∞),
∴f′(x)=1+[1
x2-
a/x]=
x2−ax+1
x2,
令F(x)=x2-ax+1,其判别式△=a2-4,
从而当|a|≤2时,△≤0,故f′(x)≥0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当a<-2时,△>0,故F(x)=0的两根都小于0,在(0,+∞)上,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当当a>2时,△>0,故F(x)=0的两根为x1=[1/2](a-
a2−4),x2=[1/2](a+
a2−4),
当0<x<x1时,f′(x)>0;当x1,<x<x2时,f′(x)<0;当x>x2时,f′(x)>0,
故f(x)分别在(0,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减.
从而当a>2是,函数有两个极值点.
又因为f(x1)-f(x2)=(x1-x2)+
x1−x2
x1x2-a(lnx1-lnx2),
所以k=
f(x1)−f(x2)
x1−x2=1+
1
x1x2-a
lnx1−lnx2
x1−x2
又由(1)知,x1x2=1.于是k=2-a

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考查了导数与函数的单调性和极值的关系,以及直线的斜率,不等式的证明,培养了学生的转化能力,计算能力,计算量比较大,思考有一定的难度,属于难题.

1年前

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