设函数f(x)定义在(0,+∞)上,f(1)=0,导函数f′(x)=
(Ⅰ)求g(x)的单调区间和最小值; (Ⅱ)讨论g(x)与g(
(Ⅲ)是否存在x0>0,使得|g(x)-g(x0)|<
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(Ⅰ)由题设易知f(x)=lnx,g(x)=lnx+
,1 x
∴g′(x)=
,令g′(x)=0,得x=1,x-1 x2
当x∈(0,1)时,g′(x)<0,故g(x)的单调递减区间是(0,1),
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,故g(x)的单调递增区间是(1,+∞),
因此x=1是g(x)的唯一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,
∴最小值为g(1)=1;
(Ⅱ)g(
)=-lnx+x,1 x
设h(x)=g(x)-g(
)=2lnx-x+1 x
,1 x
则h′(x)=-
,(x-1)2 x2
当x=1时,h(1)=0,即g(x)=g(
),1 x
当x∈(0,1)∪(1,+∞)时,h′(x)<0,h′(1)=0,
因此,h(x)在(0,+∞)内单调递减,
当0<x<1,时,h(x)>h(1)=0,即g(x)>g(
),1 x
当x>1,时,h(x)<h(1)=0,即g(x)<g(
),1 x
(Ⅲ)满足条件的x0 不存在.证明如下:证法一 假设存在x0>0,
使|g(x)-g(x0)|<
成立,即对任意x>0,1 x
有 Inx<g(x0)<Inx+
,(*)但对上述x0,取x1=eg(x0) 时,2 x
有 Inx1=g(x0),这与(*)左边不等式矛盾,
因此,不存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|<
成立.1 x
证法二 假设存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|成<
立.1 x
由(Ⅰ)知,eg(x0) 的最小值为g(x)=1.
又g(x)=Inx+
>Inx,1 x
而x>1 时,Inx 的值域为(0,+∞),
∴x≥1 时,g(x) 的值域为[1,+∞),从而可取一个x1>1,
使 g(x1)≥g(x0)+1,即g(x1)-g(x0)≥1,
故|g(x1)-g(x0)|≥1>
,与假设矛盾. 1 x1
∴不存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|<
成立.1 x