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 18:41:29 浏览: 505
(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。
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