题目内容

【题目】已知函数fx)=alnx21在定义域(02)内有两个极值点.

1)求实数a的取值范围;

2)设x1x2fx)的两个极值点,求证:lnx1+lnx2+lna0.

【答案】1;(2)证明见解析.

【解析】

1)对函数进行求导可得,记gx)=ex1ax,通过分类讨论得到函数单调性,分两种情况进行讨论,即可得解;

2)根据题意,将证明lnx1+lnx2+lna0,转化为证x1+x22+lna,即证x11lnx2,结合(1)问转化成hx)=lnx+e1x,求导利用单调性即可证明.

1)函数fx)的定义域为(02),,记gx)=ex1ax,则g′(x)=ex1a

①当时,g′(x0

gx)在(02)上单增,则gx)至多有一个零点,不合题意;

②当时,令g′(x)=0x=1+lna

i)当1+lna<2g20,即时,

gx)在(01+lna)上单减,在(1+lna2)上单增,

此时需gxmin=g1+lna)=﹣alna<0,解得a1

注意到g00

故由零点存在性定理可知,gx)在(01+lna)及(1+lna2)上各有一个零点;

ii)当1+lna2,即ae时,gx)在(02)上单减,则gx)至多有一个零点,不合题意;

综上,实数a的取值范围为

2)证明:不妨设0<x1<1+lna<x2<2

由题意得,,两边同时取自然对数得

要证lnx1+lnx2+lna0,只需证x1+x22+lna,即证x11lnx2

由上题可知,gx)在(01+lna)上单减,则证明g1lnx2gx1)=0即可,

,化简后即证明即可,

构造函数hx)=lnx+e1xx∈(1+lna2),则,注意到不等式ex1xx0),

h′(x0在(1+lna2)恒成立,

hxh1+lnah1)=1,故求证成立.

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