已知函数f(x)=lnxa.(Ⅰ)若曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线为x-y-1=0,求a的值;(Ⅱ)设g(x)

2025-05-17 15:08:34
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回答1:

解答:(Ⅰ)解:∵f(x)=ln

x
a
,∴f′(x)=
1
x

∴f′(1)=1,
∵f(1)=ln
1
a

∵曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x-y-1=0,
∴1-ln
1
a
-1=0,∴a=1;
(Ⅱ)证明:令φ(x)=f(x)-g(x)=lnx-lna-
x?a
ax
(x>a>0),
则φ′(x)=-
(
x
?
a
)2
2x
ax
<0,
∴φ(x)在(a,+∞)上单调递减,且φ(a)=0,
∴x>a时,φ(x)<φ(a)=0,即f(x)<g(x),
∴当x>a时,f(x)的图象始终在g(x)的图象的下方;
(Ⅲ)证明:由题意,h(x)=lnx-ex,
若存在唯一的x0∈(x1,x2),使直线AB的斜率等于h′(x0),
1
x0
-e=
lnx2?lnx1?e(x2?x1)
x2?x1

∴x0ln
x2
x1
-(x2-x1)=0,
设F(x)=xln
x2
x1
-(x2-x1),则F(x)是关于x的一次函数,
∴只需证明F(x)在(x1,x2)上单调,且满足F(x1)F(x2)<0.
F(x1)=x1ln
x2
x1
-(x2-x1),F(x2)=x2ln
x2
x1
-(x2-x1),
将x1,x2看作自变量,得到两个新函数足F(x1)、F(x2),讨论它们的最值.
F(x1)=x1ln
x2
x1
-(x2-x1),F′(x1)=ln
x2
x1
>0,函数是增函数,
∵x1<x2,∴F(x1)<F(x2)=0.
同理F(x2)=x2ln
x2
x1
-(x2-x1),函数是增函数,∴F(x1)>F(x2)=0.
∴F(x1)F(x2)<0∴F(x)=xln
x2
x1
-(x2-x1)在(x1,x2)上有零点x0
x2
x1
>1,∴ln
x2
x1
>0,
∴F(x)=xln
x2
x1
-(x2-x1),)在(x1,x2)上是增函数,
∴F(x)=xln
x2
x1
-(x2-x1)在(x1,x2)上有唯一零点x0
∴对于曲线C上的不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),x1<x2
存在唯一的x0∈(x1,x2),使直线AB的斜率等于h′(x0).