问题
解答题
已知函数h(x)=x2,φ(x)=2elnx(其中e是自然对数的底数). (1)判断函数F(x)=h(x)-φ(x)的零点个数并证明你的结论; (2)证明:当x>0时,φ(x)图象不可能在直线y=2
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答案
(1)函数F(x)只有一个零点.
证明:∵F(x)=h(x)-φ(x)=x2-2elnx(x>0),
∴F'(x)=2x-
=2e x
.2(x-
)(x+e
)e x
当x=
时,F'(x)=0.e
∵当0<x<
时,F'(x)<0,此时函数F(x)递减;e
当x>
时,F'(x)>0,此时函数F(x)递增;e
∴当x=
时,F(x)取极小值,其极小值为0.e
所以函数F(x)只有一个零点.
(2)证明:令G(x)=φ(x)-2
x+e=2elnx-2e
x+e,e
则G'(x)=
-22e x
=e
,当x=2
(e
-x)e x
时,G'(x)=0.e
∵当0<x<
时,G'(x)>0,此时函数G(x)递增;e
当x>
时,G'(x)<0,此时函数G(x)递减;e
∴当x=
时,G(x)取极大值,其极大值为0.e
从而G(x)=2elnx-2
x+e≤0,e
即ϕ(x)≤2
x-e(x>0)恒成立,e
所以当x>0时,φ(x)图象不可能在直线y=2
x-e的上方.e