问题
解答题
函数f(x)=lnx-
(1)试求f(x)的单调区间; (2)当a>0时,求证:函数f(x)的图象存在唯一零点的充要条件是a=1; (3)求证:不等式
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答案
(1)函数的定义域是(0,+∞),导数f′(x)=
-1 x
,a x2
若a≤0,导数f′(x)在(0,+∞)上大于0,函数的单调增区间是(0,+∞);
若a>0,在(a,+∞)上,导数大于0,函数的单调增区间是(a,+∞),
在(a,+∞)上,导数小于0,单调减区间是(0,a)
(2)由第一问知道,当a>0时候,函数f(x)在(0,a)上递减,在(a,+∞)上递增,
所以要使得函数f(x)的图象存在唯一零点,当且仅当f(a)=0,即a=1
(3)要证
-1 lnx
<1 x-1
,即证1 2
<1 lnx
+1 x-1
,即证lnx>1 2 2x-2 x+1
设g(x)=lnx-
,∴g′(x)=2x-2 x+1
-1 x
>0,x∈(1,2)恒成立4 (x+1)2
∴g(x)min>g(1)=0,∴g(x)>0,即
-1 lnx
<1 x-1 1 2