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已知函数f(x)=lnx-x+a有且只有一个零点,其中a>0.(1)求a的值;(2)若对任意的x∈(1,+∞),有(

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解决时间 2021-01-02 16:29
  • 提问者网友:听门外雪花风
  • 2021-01-01 22:25
已知函数f(x)=lnx-x+a有且只有一个零点,其中a>0.(1)求a的值;(2)若对任意的x∈(1,+∞),有(x+1)f(x)+x2-2x+k>0恒成立,求实数k的最小值;(3)设h(x)=f(x)+x-1,对任意x1,x2∈(0,+∞)(x1≠x2),证明:不等式x1+x22>x1?x2h(x1)?h(x2)恒成立.
最佳答案
  • 五星知识达人网友:胯下狙击手
  • 2021-01-01 23:51
(1)f′(x)=
1
x -1,
则函数f(x)=lnx-x+a在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
则若使函数f(x)=lnx-x+a有且只有一个零点,
则0-1+a=0,解得,a=1;
(2)(x+1)f(x)+x2-2x+k>0可化为
(x+1)(lnx-x+1)+x2-2x+k>0,
即k>2x-xlnx-lnx-1对任意的x∈(1,+∞)恒成立,
令g(x)=2x-xlnx-lnx-1,
则g′(x)=2-lnx-1-
1
x =
x?xlnx?1
x ,
令m(x)=x-xlnx-1,
则m′(x)=1-lnx-1=-lnx,
∵x∈(1,+∞),
∴m′(x)=1-lnx-1=-lnx<0,
则m(x)=x-xlnx-1<1-1ln1-1=0,
则g′(x)<0,
则g(x)在(1,+∞)上是减函数,
则k>2x-xlnx-lnx-1对任意的x∈(1,+∞)恒成立可化为
k≥g(1)=2-0-0-1=1,
则k的最小值为1;
(3)证明:由题意,h(x)=f(x)+x-1=lnx,
则对任意x1,x2∈(0,+∞)(x1≠x2),
x1+x2
2 >
x1?x2
h(x1)?h(x2) 恒成立可化为,
对任意x1,x2∈(0,+∞)(x1≠x2),
(x1+x2)(lnx1?lnx2)?2(x1?x2)
2(lnx1?lnx2) >0恒成立;
不妨没x1<x2,则lnx1-lnx2<0,
则上式可化为(x1+x2)(lnx1-lnx2)-2(x1-x2)<0,
令n(x)=(x1+x)(lnx1-lnx)-2(x1-x),
则n′(x)=(lnx1-lnx)-(x1+x)
1
x +2
=lnx1-lnx-
x1
x +1,
n″(x)=-
1
x +
x1
x2 =
x1?x
x2 ,
∵则当x∈(x1,+∞)时,n″(x)<0,
则n′(x)在(x1,+∞)上是减函数,
则n′(x)<n′(x1)=0,
则n(x)在(x1,+∞)上是减函数,
则n(x)<n(x1)=0,
则(x1+x2)(lnx1-lnx2)-2(x1-x2)<0,
故对任意x1,x2∈(0,+∞)(x1≠x2),不等式
x1+x2
2 >
x1?x2
h(x1)?h(x2) 恒成立.
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