试题与答案

已知P(x,y)为函数y=lnx图象上一点,O为坐标原点.记直线OP的斜率k=f

题型:解答题

题目:

已知P(x,y)为函数y=lnx图象上一点,O为坐标原点.记直线OP的斜率k=f(x).
(I)同学甲发现:点P从左向右运动时,f(x)不断增大,试问:他的判断是否正确?若正确,请说明理由:若不正确,请给出你的判断.
(Ⅱ)求证:当x>1时,f(x)
x-1
x
3
2

(III)同学乙发现:总存在正实数a、b(a<b),使ab=ba.试问:他的判断是否正确?若不正确,请说明理由:若正确,请求出a的取值范围.

答案:

(I)同学甲的判断不正确.

依题意,f(x)=

lnx
x
f(x)=
1-lnx
x2

当x∈(0,e)时,f′(x)>0;当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,

∴f(x)在(0,e]上递增,在[e,+∞)递减.

(Ⅱ)f(x)-

x-1
x
3
2
=
lnx
x
-
x-1
x
3
2
=
lnx-
x
+
1
x
x

g(x)=lnx-

x
+
1
x

g(x)=

1
x
-
1
2
x
1
2
-
1
2
x-
3
2
 =-
1
2
x
3
2
(
x
-1)
2
<0,

∴g(x)在(1,+∞)为减函数,

则g(x)=lnx-

x
+
1
x
<g(1)=0,

f(x)-

x-1
x
3
2
<0,即f(x)
x-1
x
3
2

(III)同学乙的判断正确.

lim
x→+∞
x-1
x
3
2
=0,且
x-1
x
3
2
>0(x>1)

又由(2)f(x)<

x-1
x
3
2

∴当x→∞时,f(x)→0,

∴总存在正实数a,b,且1<a<e<b,使得f(a)=f(b),即

lna
a
=
lnb
b
,∴ab=ba,此时1<a<e.

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