解答题已知函数f(x)=x+xlnx.(1)求函数f(x)的图象在点(1,1)处的切线

发布时间:2020-07-09 08:36:03

解答题已知函数f(x)=x+xlnx.
(1)求函数f(x)的图象在点(1,1)处的切线方程;
(2)若k∈Z,且k(x-1)<f(x)对任意x>1恒成立,求k的最大值;
(3)当n>m≥4时,证明(mnn)m>(nmm)n.

网友回答

(1)解:因为f'(x)=lnx+2,所以f'(1)=2,
所以函数f(x)的图象在点(1,1)处的切线方程y=2x-1;…(3分)
(2)解:由(1)知,f(x)=x+xlnx,所以k(x-1)<f(x)对任意x>1恒成立,
即对任意x>1恒成立.…(4分)
令,则,…(4分)
令h(x)=x-lnx-2(x>1),则,
所以函数h(x)在(1,+∞)上单调递增.…(5分)
因为h(3)=1-ln3<0,h(4)=2-2ln2>0,
所以方程h(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4).
当1<x<x0时,h(x)<0,即g'(x)<0,当x>x0时,h(x)>0,即g'(x)>0,…(6分)
所以函数在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.
所以.…(7分)
所以k<[g(x)]min=x0∈(3,4).
故整数k的最大值是3.…(8分)
(3)证明:由(2)知,是[4,+∞)上的增函数,…(9分)
所以当n>m≥4时,.…(10分)
即n(m-1)(1+lnn)>m(n-1)(1+lnm).
整理,得mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn+(n-m).…(11分)
因为n>m,所以mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn.…(12分)
即lnnmn+lnmm>lnmmn+lnnn.即ln(nmnmm)>ln(mmnnn).…(13分)
所以(mnn)m>(nmm)n.…(14分)解析分析:(1)求导数,确定切线的斜率,即可求得切线方程;(2)分离参数,求得函数的单调性,从而可得函数的最值,即可求得k的最大值;(3)利用是[4,+∞)上的增函数,可得不等式,从而可证结论.点评:本题考查导数的几何意义,考查恒成立问题,考查不等式的证明,求得函数的单调性,求得函数的最值是关键.
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