已知a∈R,函数f(x)=
(1)讨论函数f(x)在(0,e]上的单调性; (2)是否存在实数x0∈(0,+∞),使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直?若存在,求出x0的值;若不存在,请说明理由. (3)若实数m,n满足m>0,n>0,求证:nnem≥mnen. |
(1)∵f(x)=
+lnx-1,∴x∈(0,+∞),f′(x)=-a x
+a x2
=1 x
.x-a x2
若a≤0,,则f′(x)>0,f(x)在(0,e]上单调递增;
若0<a<e,当x∈(0,a)时,f′(x)<0,函数f(x)在区间(0,a)上单调递减,
当x∈(a,e]时,f′(x)>0,函数f(x)在区间(a,e]上单调递增,
若a≥e,则f′(x)≤0,函数f(x)在区间(0,e]上单调递减.
(2)∵g(x)=(lnx-1)ex+x,x∈(0,+∞),
g′(x)=(lnx-1)′ex+(lnx-1)(ex)′+1
=
+(lnx-1)ex+1ex x
=(
+lnx-1)ex+1,1 x
由(1)易知,当a=1时,f(x)=
+lnx-1在(0,+∞)上的最小值:f(x)min=f(1)=0,1 x
即x0∈(0,+∞)时,
+lnx0-1≥0.1 x0
又ex0>0,∴g′(x0)=(
+lnx0-1)ex0+1≥1>0.1 x0
曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直等价于方程g′(0)=0有实数解.
而g′(x0)>0,即方程g′(x0)=0无实数解.故不存在.
(3)证明:由(2)知
+lnx-1≥0,1 x
令x=
,得n m
+lnm n
-1≥0,n m
∴ln
≥1-n m
,m n
∴nln
≥n-m,n m
∴(
)n≥en-m,n m
∴nnem≥mnen.