题目内容
【题目】已知函数f(x)=lnx﹣tx+t.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当t=2时,方程f(x)=m﹣ax恰有两个不相等的实数根x1,x2,证明:.
【答案】(1)当t≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;当t>0时,f(x)在(0,)上单调递增,在(
,+∞)上单调递减;(2)证明见解析.
【解析】
(1)求导后分和
两种情况讨论极值点的大小关系以及导函数的正负,进而求得原函数的单调区间即可.
(2)代入,根据f(x)=m﹣ax,可得
的两根分别为
,再消去
化简得到
,再代入所证的
,换元令
,进而求导分析导数的正负以及原函数的单调性即可.
(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x),
当t≤0时,f′(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增,
当t>0时,令f′(x)>0,得0<x,令f′(x)<0,得x
.
∴f(x)在(0,)上单调递增,在(
,+∞)上单调递减.
综上所述,当t≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当t>0时,f(x)在(0,)上单调递增,在(
,+∞)上单调递减.
(2)证明:由f(x)=m﹣ax,得lnx+(a﹣2)x+2﹣m=0.
令g(x)=lnx+(a﹣2)x+2,则g(x1)=g(x2)=m.
即lnx1+(a﹣2)x1=lnx2+(a﹣2)x2,
∴a﹣2.
不妨设0<x1<x2,要证,
只需证2(2﹣a)
,即证
.
令(c>1),g(c)=2lnc﹣c
,
∵g′(c)0.
∴g(c)在(1,+∞)上单调递减,则g(c)<g(1)=0.
故成立.

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