题目内容
【题目】已知函数f(x)=
﹣axlnx(a∈R)在x=1处的切线方程为y=bx+1+
(b∈R).
(1)求a,b的值;
(2)证明:f(x)<
.
(3)若正实数m,n满足mn=1,证明:
+
<2(m+n).
【答案】
(1)解:函数f(x)=
﹣axlnx的导数为f′(x)=
﹣alnx﹣a,
由题意可得f′(1)=b=﹣a,f(1)=
=b+1+
,
解得a=1,b=﹣1;
(2)解:证明:f(x)=
﹣xlnx<
,即为
﹣
<xlnx,
令g(x)=
﹣
,g′(x)=
,
则g(x)在(0,1)递增,在(1,+∞)递减,
g(x)的最大值为g(1)=﹣
,当且仅当x=1时等号成立.
又令h(x)=xlnx,则h′(x)=1+lnx,
则h(x)在(0,
)递减,在(
,+∞)递增,
则h(x)的最小值为h(
)=﹣
,当且仅当x=
等号成立,
因此
﹣
<xlnx,即f(x)< ![]()
(3)解:证明:由(2)可得
﹣mlnm<
,即
﹣lnm<
,
两边同乘以e,可得
﹣elnm<
,
同理可得,
﹣elnn<
,
两式相加,可得:
<e(lnm+lnn)+2(m+n)=elnmn+
=2(m+n).
故
<2(m+n)
【解析】(1)求得f(x)的导数,可得斜率,解方程可得a,b;(2)由题意可得即证
﹣
<xlnx,令g(x)=
﹣
,求出导数,单调区间,可得最大值;又令h(x)=xlnx,求出最小值,即可得证;(3)由(2)可得
﹣mlnm<
,即
﹣lnm<
,两边乘以e,可得一不等式,同理可得,
﹣elnn<
,两式相加结合条件,即可得证.
【考点精析】认真审题,首先需要了解函数的最大(小)值与导数(求函数
在
上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数
在
内的极值;(2)将函数
的各极值与端点处的函数值
,
比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值).