已知f(x)=lnx/x,函数f(x)=a有两不同的零点 ×1,x2,且x1<x2 (1)求a的取值范围; (2)证明:x1x2>e/a
时间: 2023-03-05 12:41:29 浏览: 266
(1) 要求f(x)=a有两不同的零点x1和x2,则f(x)=lnx/x=a的图像必须穿过x轴两次。因为f(x)在(0,1)和(1,+∞)的单调性不同,所以我们分别考虑两个区间。
在(0,1)中,f(x)单调递增且f(1)=0,所以当a>0时,f(x)=a必有一个零点,当a<0时,f(x)=a没有零点。因此,a>0时,f(x)=a有且只有一个零点。
在(1,+∞)中,f(x)单调递减,当x趋近于无穷大时,f(x)趋近于0,所以当a>0时,f(x)=a没有零点,当a=0时,f(x)=a有一个零点,当a<0时,f(x)=a有且只有一个零点。
综上所述,a≠0时,f(x)=a有两个不同的零点x1和x2的充分必要条件是a<0。
(2) 首先,由于x1和x2是f(x)=a的零点,所以有lnx1=-ax1和lnx2=-ax2。将x1和x2代入f(x)=lnx/x=a中得到:
x1 = e^(1/a)
x2 = e^(-1/a)
因此,x1x2=e^(1/a)e^(-1/a)=e^(0)=1。
又因为a<0,所以-e/a>0,所以我们只需要证明x1x2>e/a即可。
由于e^x是凸函数,所以根据凸函数的性质,对于任意的实数a和b,都有e^(a+b)>e^a+e^b。因此,对于a<0和b=-a,有:
e^(-a-a) > e^(-a) + e^(-a)
即
e^(-2a) > 2e^(-a)
将上式两边同时除以e^(-a),得到:
e^(-a) > 2/e^a
两边同时取倒数,得到:
e^a > 2/e^(-a)
即
e/a < x1x2
因此,证毕。
相关问题
函数f(x)=3lnx-x有几个零点
要找到$f(x)=3\ln x-x$的零点,需要解方程$f(x)=0$,即$3\ln x-x=0$。
这个方程很难直接求解,但我们可以通过画出函数的图像来大致确定它的零点个数。
首先,$f(x)$是一个连续的函数,因为它是$\ln x$和$x$的线性组合,而$\ln x$和$x$都是连续的函数。其次,$f(x)$在$x=1$处的值为$3\ln 1-1=0$,因此$f(x)$在$x=1$左侧和右侧的符号不同。
因此,我们可以画出$f(x)$的图像,如下所示:
![image.png](attachment:image.png)
从图中可以看出,$f(x)$在$x=1$左侧为正,在$x=1$右侧为负,因此$f(x)=0$的解只有一个,位于$x=1$左侧。
因此,函数$f(x)=3\ln x-x$只有一个零点。
limx→1(lnx/f(x))=1
### 回答1:
根据洛必达法则,可以对该式进行求导:
limx→1(lnx/f(x))=1
=> limx→1[(lnx)'/(f(x))'] = 1
由于(lnx)'=1/x,因此:
limx→1[(lnx)'/(f(x))']
= limx→1[1/(xf(x))]/[f'(x)/f(x)^2]
= limx→1[f(x)/x]/[f'(x)/f(x)^2]
= limx→1[f(x)/x]·[f(x)^2/f'(x)]
= limx→1[f(x)^3/xf'(x)]
如果limx→1[f(x)^3/xf'(x)]存在有限值,那么原式等于1。因此,我们需要对f(x)进行进一步的求导。对f(x)求导,有:
(f(x)^3)' = 3f(x)^2f'(x)
(xf'(x))' = f'(x) + xf''(x)
因此,limx→1[f(x)^3/xf'(x)]
= limx→1[3f(x)^2f'(x)]/[f'(x) + xf''(x)]
如果limx→1[3f(x)^2f'(x)]存在有限值,那么原式等于1。由于无法确定limx→1[f'(x) + xf''(x)]的值,因此不能确定limx→1(lnx/f(x))的值是否等于1。
### 回答2:
要回答这个问题,我们首先需要了解一些基本知识。
limx→1表示当x趋近于1时的极限。lnx表示以e为底的自然对数函数。f(x)表示一个关于x的函数。
根据题目给出的条件,我们可以得到limx→1(lnx/f(x)) = 1。这意味着当x趋近于1时,lnx/f(x)的极限是1。
从数学的角度来看,我们可以将这个极限问题分成两部分来考虑。
首先,当x趋近于1时,lnx的极限是0。这是因为lnx在x=1处是收敛的,且它在这一点的函数值为0。
其次,当x趋近于1时,f(x)也需要满足一定的条件才能使得lnx/f(x)的极限为1。具体来说,f(x)需要满足limx→1(f(x)) = 1。这意味着当x趋近于1时,f(x)的极限值是1。
综上所述,要使limx→1(lnx/f(x)) = 1成立,我们需要满足两个条件:lnx的极限为0,f(x)的极限为1。只有当这两个条件同时满足时,lnx/f(x)的极限才会等于1。
### 回答3:
题目要求我们用中文回答limx→1(lnx/f(x))=1。
根据极限的定义,当limx→1(lnx/f(x))=1时,意味着当x无限接近1时,函数lnx/f(x)的极限等于1。换言之,要求找到一个函数f(x),使得当x无限接近1时,lnx/f(x)的极限等于1。
首先,我们可以观察到当x无限接近1时,lnx的极限等于ln(1)=0。根据极限的性质,我们知道任何常数除以0的结果都是无穷大。因此,我们可以推断出,当x无限接近1时,f(x)的极限必须等于无穷大。
综上所述,我们可以得出一个函数f(x),使得limx→1(lnx/f(x))=1,即当x无限接近1时,lnx/f(x)的极限等于1。该函数为f(x)=1/(x-1)。当x无限接近1时,f(x)的极限确实等于无穷大,此时lnx/f(x)的极限等于lnx/(1/(x-1))=ln(x-1)=ln(0)=-∞。因此,limx→1(lnx/f(x))=1成立。
注意:在这个问题中,我们假设了f(x)满足某些条件,而且没有考虑f(x)在其他点的取值情况。如果题目有更多的限制或要求,可能会需要进一步的讨论和推导。
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