题目

已知函数 . (1) 讨论f(x)的单调性,并证明f(x)有且仅有两个零点; (2) 设x0是f(x)的一个零点,证明曲线y=ln x 在点A(x0 , ln x0)处的切线也是曲线 的切线. 答案: 解: f(x)的定义域为(0,1),(1,+∞)单调递增. 因为f(e)= 1−e+1e−1<0 , f(e2)=2−e2+1e2−1=e2−3e2−1>0 , 所以f(x)在(1,+∞)有唯一零点x1,即f(x1)=0. 又 0<1x1<1 , f(1x1)=−lnx1+x1+1x1−1=−f(x1)=0 , 故f(x)在(0,1)有唯一零点 1x1 . 综上,f(x)有且仅有两个零点. 因为 1x0=e−lnx0 ,故点B(–lnx0, 1x0 )在曲线y=ex上. 由题设知 f(x0)=0 ,即 lnx0=x0+1x0−1 , 故直线AB的斜率 k=1x0−lnx0−lnx0−x0=1x0−x0+1x0−1−x0+1x0−1−x0=1x0 . 曲线y=ex在点 B(−lnx0,1x0) 处切线的斜率是 1x0 ,曲线 y=lnx 在点 A(x0,lnx0) 处切线的斜率也是 1x0 , 所以曲线 y=lnx 在点 A(x0,lnx0) 处的切线也是曲线y=ex的切线.
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