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1.已知函数x)=e-x2
(1)求曲线x)在x=1处的切线方程:
(2)求证:当x>0时,ex+口2-eDx一1x≥nx+1,
解:(1)由题设得子(x)=e一2x,
.f010=e-2×1=e-2,f010=e-1,)
所以曲线x)在x=1处的切线方程为y一1)=f(1)x一1),
即y=(e-2)x+1
(2)证明:要证当0时,ex十口2-eDx一lx≥lnx+1,
即证e+(1-er一xlnx-1≥0,
因为O)=1,且曲线f代x)在x=1处的切线方程为y=(e一2x+1
故可猜测:当心0且x≠1时,x)的图象恒在切线y=(e一2x十1的上方,
下面证明:当>0时,fx)≥(e-2x+1,
设0x)=x)-(e-2x-1r>0)
则o'(x)=c-2x-(e-2),
令Fx)=o'(x),Fc)=e-2,
当x∈(0,ln2)时,Fx)0,o'(x)单谓递减:
当x∈(dn2,十∞)时,Fc>0,o'()单调递增,
又p'(0=3-e0,o'dn2)0.0<n2<1,
9'(1)=0,
所以存在x∈(0,1),使得'=0,
所以当x∈(0,xo)U(1,+∞)时,o'(x>0
当x∈(xo.1),o(x)0,
故ox)在(0,x0),(1,+∞)上单调递增,
在xo1)上单调递减,
又90)=0(1)=0,
所以0(x)=e-x2-(e-2x-1≥0(当且仅当x=1时取等号),
故ex+D2-e口x-1x≥x(>0).
设x)=x-nx-1(0),t'(c)=1-lx,
当x∈(0,1)时,t'x)0,tx)单调递减,
当x∈(1,十∞)时,t'(x)>0,x)单调递增,
所以tx)m=tI)=0,
从而有x)=x一nx一1≥0即x≥nx+1(当且仅当x=1时取等号).
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所以ex+D2-e口x-lx≥x≥lnx+1,
即ex+口2-e口x-lx≥lnx+l(当且仅当x=1时等号成立)
2.已知函数x)=xlnx一nlnx(neN).
(1)当n=1时,求函数y=x)的单调区间;
(2)当>1时,函数y=x)的图象与x轴交于P,2两点,且点Q在右侧.
①若函数y=)在点Q处的切线为y=gx),求证:当心1时,x)≥gx):
②若方程fx)=(0<n-l)有两根a,b,求证:a一l<ml一nin nt-十nn
解:(1)当n=1时,)=c-1)nx,f(x)=hx+1-1x,
当0x<1时,nx<0,1一1x<0,故(c)0,x)单调递减,
当>1时,n>0,1一1x>0,故fx)>0,x)单调递增,
综上,函数y=x)的单调增区间为(1,十∞),单调减区间为0,I):
(②)证明:当>1时,可知函数存在零点1和n云,
且n21户=1,因此,Q点坐标为n云,0),
Df (x)=m"-IInx+x"-1-nx,
所以f()=n号lnn
则在点Q(n,0)处的切线方程为:
g(x)=lnn·(r-n),
令x)=x)一gx),
1
则g'(倒=/(的-g'()=m-hx+-1-x-n:nn,
1
当1n”时,0ln<Inn03-1<n"
-1
.n-nxn"Inn,n-inx-n"Inn0,
n=n只,而一<一n,
1
一1
x-1-nx<n"-n”=0,
.o'(x)<0,px)单调递减,
1
同理,当女n”时,p单调递增,
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的≥P(n)=nn-hn-血n十hn=0.
所以当x心1时,x)≥g).
②f(1)=1一n,则x)在点P(1,1)处的切线方程为2:x)=(1一n)x-1),
令x)=x)一m),
则k'(x)=m-1lnx十x-1一nx一(1-n
=m-1+0n-1口0x-1口x+a-1nx,
当x∈(0,1)时,x"<1,x<1,lnx<0,
故k'(x)0,
当x∈(1,+∞)时,x>1,x>1,n>0,
故k'(x)0,
于是x)在(0,1)上单调递减,在(1,十∞)上单调递增,
所以x)≥k1)=0,则9)≥m9,
如图,不妨设0<a<l<b,直线y=t与直线2,函数fx)的图象和直线11分别交于a',a,
b,b',
y=f八x))
y=g(x)
Y=I
On'a
y=m(x)
则有a'<a<bb',
于是la-b1<a-b'=
-a-+-1
-t1-n<nl-nln ni+nn.
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