设a>0,函数f(x)=lnx-ax,g(x)=lnx-
(1)证明:当x>1时,g(x)>0恒成立; (2)若函数f(x)无零点,求实数a的取值范围; (3)若函数f(x)有两个相异零点x1、x2,求证:x1x2>e2. |
(1)证明:g′(x)=
-1 x
=4 (x+1)2
,由于已知x>1,∴g'(x)>0恒成立∴g(x)在(1,+∞)递增,∴g(x)>g(1)=0(x-1)2 x(x+1)2
∴x>1时,g(x)>0恒成立.
(2)f(x)=lnx-ax的定义域是(0,+∞),f′(x)=
-a=1 x
,1-ax x
由于a>0,x>0,令f′(x)>0,解得0<x<
,1 a
∴f(x)在(0,
)上递增,在(1 a
,+∞)上递减.1 a
∴f(x)≤f(
)=-lna-1,欲使函数f(x)无零点,则只要-lna-1<0,即lna>-1,∴a>1 a
.1 e
故所求a的范围是(
,+∞).1 e
(3)因为f(x)有两个相异的零点,又由于x>0,
故不妨令x1>x2>0,且有lnx1=ax1,lnx2=ax2 ,∴lnx1+lnx2=a(x1+x2),lnx1-lnx2=a(x1-x2),
要证x1x2>e2⇔ln(x1x2)>2⇔lnx1+lnx2>2⇔a>
⇔2 x1+x2
>lnx1-lnx2 x1-x2
⇔lnx1-lnx2>2 x1+x2
⇔ln2(x1-x2) x1+x2
>x1 x2 2(
-1)x1 x2
+1x1 x2
令t=
,则t>1,故只要证明lnt>x1 x2
,t>1时恒成立,2(t-1) t+1
而由(1)知t>1时,lnt-
>0恒成立,即lnt>2(t-1) t+1
恒成立,从而证明x1x2>e2.2(t-1) t+1
故x1x2>e2.