已知函数f(x)=lnx-mx(m∈R).(1)若曲线y=f(x)过点P(1,-1),求曲线y=f(x)在点P处的切线方程
已知函数f(x)=lnx-mx(m∈R).(1)若曲线y=f(x)过点P(1,-1),求曲线y=f(x)在点P处的切线方程;(2)求函数f(x)在区间[1,e]上的最大值...
已知函数f(x)=lnx-mx(m∈R).(1)若曲线y=f(x)过点P(1,-1),求曲线y=f(x)在点P处的切线方程;(2)求函数f(x)在区间[1,e]上的最大值;(3)若函数f(x)有两个不同的零点x1,x2,求证:x1x2>e2.
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1个回答
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(1)因为点P(1,-1)在曲线y=f(x)上,
所以-m=-1,解得m=1.
因为f′(x)=
-1=0,
所以切线的斜率为0,
所以切线方程为y=-1.
(2)因为f′(x)=
-m=
.
①当m≤0时,x∈(1,e),f′(x)>0,
所以函数f (x)在(1,e)上单调递增,
则f (x)max=f (e)=1-me.
②当
≥e,即0<m≤
时,x∈(1,e),f′(x)>0,
所以函数f (x)在(1,e)上单调递增,
则f (x)max=f (e)=1-me.
③当1<
<e,即
<m<1时,
函数f (x)在 (1,
)上单调递增,在(
,e)上单调递减,
则f (x)max=f (
)=-lnm-1.
④当
≤1,即m≥1时,x∈(1,e),f′(x)<0,
函数f (x)在(1,e)上单调递减,
则f (x)max=f (1)=-m.
综上,①当m≤
时,f (x)max=1-me;
②当
<m<1时,f (x)max=-lnm-1;
③当m≥1时,f (x)max=-m.
(3)不妨设x1>x2>0.
因为f (x1)=f (x2)=0,
所以lnx1-mx1=0,lnx2-mx2=0,
可得lnx1+lnx2=m(x1+x2),lnx1-lnx2=m(x1-x2).
要证明x1x2>e2,
即证明lnx1+lnx2>2,也就是m(x1+x2)>2.
因为m=
,
所以即证明
>
,
即ln
>
.
令
=t,则t>1,于是lnt>
.
令?(t)=lnt-
(t>1),
则?′(t)=
所以-m=-1,解得m=1.
因为f′(x)=
1 |
x |
所以切线的斜率为0,
所以切线方程为y=-1.
(2)因为f′(x)=
1 |
x |
1?mx |
x |
①当m≤0时,x∈(1,e),f′(x)>0,
所以函数f (x)在(1,e)上单调递增,
则f (x)max=f (e)=1-me.
②当
1 |
m |
1 |
e |
所以函数f (x)在(1,e)上单调递增,
则f (x)max=f (e)=1-me.
③当1<
1 |
m |
1 |
e |
函数f (x)在 (1,
1 |
m |
1 |
m |
则f (x)max=f (
1 |
m |
④当
1 |
m |
函数f (x)在(1,e)上单调递减,
则f (x)max=f (1)=-m.
综上,①当m≤
1 |
e |
②当
1 |
e |
③当m≥1时,f (x)max=-m.
(3)不妨设x1>x2>0.
因为f (x1)=f (x2)=0,
所以lnx1-mx1=0,lnx2-mx2=0,
可得lnx1+lnx2=m(x1+x2),lnx1-lnx2=m(x1-x2).
要证明x1x2>e2,
即证明lnx1+lnx2>2,也就是m(x1+x2)>2.
因为m=
lnx1?lnx2 |
x1?x2 |
所以即证明
lnx1?lnx2 |
x1?x2 |
2 |
x1+x2 |
即ln
x1 |
x2 |
2(x1?x2) |
x1+x2 |
令
x1 |
x2 |
2(t?1) |
t+1 |
令?(t)=lnt-
2(t?1) |
t+1 |
则?′(t)=
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