题目内容

已知向量
a
=(x,1-x)
,
b
=(lnx,ln(1-x))(0<x<1)
.
(1)是否存在x,使得
a
⊥
b
或
a
∥
b
?若存在,则举一例说明;若不存在,则证明之.
(2)求函数f(x)=
a
•
b
在区间[
1
3
,
3
4
]
上的最值.(参考公式[lnf(x)]′=
f′(x)
f(x)
)
(1)例如,当x=
1
2
时,
a
=(
1
2
,
1
2
)
,
b
=(-ln2,-ln2)=-2ln2•
a
,
a
∥
b

因为0<x<1,所以0<1-x<1,lnx<0.ln(1-x)<0.
a
•
b
=xlnx+(1-x)ln(1-x)<0
,从而
a
与
b
不垂直.
(2)函数f(x)=
a
•
b
=xlnx+(1-x)ln(1-x)

f′(x)=1nx+x•
1
x
-ln(1-x)+(1-x)•
-1
1-x
=lnx-ln(1-x)
,
令f′(x)=0得x=
1
2

当
1
3
≤x<
1
2
时,x<
1
2
<1-x
,f′(x)<0,f(x)在区间[
1
3
,
1
2
)
上是减函数:
当
1
2
<x≤
3
4
时,1-x<
1
2
<x
,f′(x)>0,f(x)在区间(
1
2
,
3
4
]
上是增函数;
所以f(x)在x=
1
2
时取得最小值,且最小值f(
1
2
)=-ln2
,
又f(
1
3
)=f(
2
3
)<f(
3
4
)=
3
4
ln
3
4
+
1
4
ln
1
4
=
3
4
ln3-21n2

故f(x)在x=
3
4
时取得最大值,且最大值f(
3
4
)=
3
4
ln3-2ln2
.
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