已知函数f(x)=x2ax+lnx(a∈R),g(x)=x-lnx.(1)当a=0时,求f(x)在(1,+∞)上的最小值;(2)

2025-05-17 14:30:17
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解答:(1)解:当a=0时,f(x)=

x2
ax+lnx
=
x2
lnx

f(x)=
x(2lnx?1)
(lnx)2
=0

∵x∈(1,+∞),
x=
e

列表:
(1,
e
e
(
e
,+∞)
f′(x) - 0 +
f(x) 减函数 极小值 增函数
∴当a=0时,f(x)在(1,+∞)上的最小值为f(
e
)=2e

(2)(i)解:由
x2
ax+lnx
=x-lnx(x>0,ax+lnx≠0),
分离参数得a=
x
x?lnx
?
lnx
x
,令h(x)=
x
x?lnx
?
lnx
x

h(x)=
1?lnx
(x?lnx)2
?
1?lnx
x2
lnx(1?lnx)(2x?lnx)
x2(x?lnx)2
=0,
得x=1或x=e.
列表:
(0,1) (1,e) (e,+∞)
h′(x) - + -
h(x) 减函数 增函数 减函数
而x→0,h(x)→+∞,h(1)=1,h(e)=1+
1
e(e?1)
,x→+∞,h(x)→1.
结合函数的单调性可得,实数a的取值范围为(1,1+
1
e(e?1)
)

(ii)证明:由(i)知0<x1<1<x2<e<x3
a=
x
x?lnx
?
lnx
x
=
1
1?
lnx
x
?
lnx
x
,令u=
lnx
x

a=
1
1?u
?u
,即u2+(a-1)u+1-a=0,
u1+u2=1-a<0,u1u2=1-a<0,画u=
lnx
x
图象.
不妨设u1<u2,则u1
lnx1
x1
u2
lnx2
x2
lnx3
x3

(f(x1))2f(x2)f(x3)
x12x2x3
(g(x1))2g(x2)g(x3)
x12x2x3
=(
x1?lnx1
x1
)2
x2?lnx2
x2
x3?lnx3
x3

=(1?
lnx1
x1
)(1?
lnx2
x2
)(1?
lnx3
x3
)
=(1?u1)2(1?u2)(1?u3)=[(1?u1)(1?u2)]2
=[1?(u1+u2)+u1u2]2=[1?(1?a)+(1?a)]2=1
故:(f(x1))2f(x2)f(x3)=x12x2x3