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)<
(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)=
,f′(x)=lnx 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
记g(x)=lnx-
+x
,1 x
g′(x)=
-1 x
x1 2
-1 2
x-1 2
=-3 2
x1 2
(3 2
-1)2<0,x
∴g(x)在(1,+∞)为减函数,
则g(x)=lnx-
+x
<g(1)=0,1 x
∴f(x)-
<0,即f(x)<x-1 x 3 2
.x-1 x 3 2
(III)同学乙的判断正确.
∵lim x→+∞
=0,且x-1 x 3 2
>0(x>1),x-1 x 3 2
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
,∴ab=ba,此时1<a<e.lnb b