解答题设a∈R,函数f(x)=lnx-ax.
(1)若a=2,求曲线y=f(x)在P(1,-2)处的切线方程;
(2)若f(x)无零点,求实数a的取值范围;
(3)若f(x)有两个相异零点x1,x2,求证:x1?x2>e2.
网友回答
解:在区间(0,+∞)上,.…(1分)
(1)当a=2时,f′(1)=1-2=-1,则切线方程为y-(-2)=-(x-1),即x+y+1=0?…(3分)
(2)①若a<0,则f′(x)>0,f(x)是区间(0,+∞)上的增函数,
∵f(1)=-a>0,f(ea)=a-aea=a(1-ea)<0,
∴f(1)?f(ea)<0,函数f(x)在区间(0,+∞)有唯一零点.…(6分)
②若a=0,f(x)=lnx有唯一零点x=1.…(7分)
③若a>0,令f′(x)=0得:.
在区间(0,)上,f′(x)>0,函数f(x)是增函数;
在区间(,+∞)上,f′(x)<0,函数f(x)是减函数;
故在区间(0,+∞)上,f(x)的极大值为f()=.
由于f(x)无零点,须使,解得:.
故所求实数a的取值范围是(,+∞).…(9分)
(3)设x1>x2>0,∵f(x1)=0,f(x2)=0,∴lnx1-ax1=0,lnx2-ax2=0,
∴lnx1-lnx2=a(x1-x2),lnx1+lnx2=a(x1+x2)
原不等式x1?x2>e2等价于lnx1+lnx2>2?a(x1+x2)>2??
令,则t>1,于是?.…(12分)
设函数,
求导得:,
故函数g(t)是(1,+∞)上的增函数,∴g(t)>g(1)=0
即不等式成立,故所证不等式x1?x2>e2成立.…(14分)解析分析:(1)先确定函数f(x)的定义域,然后对函数f(x)求导,根据导函数求出f′(1)=-1,得到切线方程.(2)当a≤0时,函数有零点;当a>0时,极大值小于0,函数没有零点,由此可求实数a的取值范围.(3)由于f(x)有两个相异零点x1,x2,可知f(x1)=0,f(x2)=0,再原不等式x1?x2>e2进一步整理得到,只要能证出上述不等式恒成立即可.点评:本题主要考查了导数在函数单调性和函数极值中的应用,连续函数的零点存在性定理及其应用,分类讨论的思想方法,属中档题