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已知函数f(x)=ax+lnx−1(a是常数),

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/08 18:14:23
已知函数f(x)=
a
x
+lnx−1
(Ⅰ)对函数求导可得,f′(x)=
x−a
x2 
当a≤0时,在定义域(0,+∞)上,f′(x)>0恒成立,即f(x)单调增区间为 (0,+∞);
当a>0时,在区间(0,a)上,f′(x)<0,即f(x)单调减区间为 (0,a);
在(a,+∞)上,,f′(x)>0,即f(x)单调增区间为 (a,+∞).
(II)a=1时,f′(x)=
x−1
x2,x∈[
1
e,e]
当x∈[
1
e,1)时,f′(x)<0
当x∈(1,e]时,f′(x)>0
∴x=1是函数f(x)在[
1
e,e]上唯一的极小值即为最小值
∴f(x)min=f(1)=0
∵f(
1
e)=e-2,f(e)=
1
e,而f(
1
e)-f(e)=e−2−
1
e=
e(e−2)−1
e>0
综上可得,当a=1时,方程f(x)=m在x∈[
1
e,e]上有两解,m的范围为0<m≤
1
e
(III)证明:若a=1,由(II)知f(x)=
1−x
x+lnx在[1,+∞)上为增函数
当n>1时,令x=
n
n−1,则x>1,故f(x)>f(1)=0
即f(
n
n−1)=
1−
n
n−1

n
n−1+ln
n
n−1=ln
n
n−1−
1
n>0
∴ln
n
n−1>
1
n