设 $L$ 为曲线 $C:y = \dfrac{\ln x}{x}$ 在点 $\left( {1,0} \right)$ 处的切线.
【难度】
【出处】
无
【标注】
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求 $L$ 的方程;标注答案$y = x - 1$.解析直接利用导数求出切线的斜率即可得到方程.设 $f\left( x \right) = \dfrac{\ln x}{x}$,则\[f'\left( x \right) \overset{\left[a\right]}= \dfrac{1 - \ln x}{x^2}\](推导中用到:[a])
所以 $L$ 的斜率 $k=f'\left( 1 \right) = 1$,所以 $L$ 的方程为 $y = x - 1$. -
证明:除切点 $\left( {1,0} \right)$ 之外,曲线 $C$ 在直线 $L$ 的下方.标注答案略.解析构造函数 $g\left( x \right) = x - 1 - f\left( x \right)$,则证明 $g\left(x\right)>0,x\in\left(0,1\right)\cup \left(1,+\infty\right)$ 恒成立即可.令 $g\left( x \right) = x - 1 - f\left( x \right)$,则除切点之外,曲线 $C$ 在直线 $L$ 的下方等价于\[g\left(x\right)\overset{\left[b\right]}>0,x\in\left(0,1\right)\cup \left(1,+\infty\right).\](推导中用到:[b])
$g\left( x \right)$ 满足 $g\left( 1 \right) = 0$,且\[g'\left( x \right) = 1 - f'\left( x \right) = \dfrac{{{x^2} - 1 + \ln x}}{x^2}. \]当 $0 < x < 1$ 时,\[{x^2} - 1 < 0, \ln x < 0,\]所以 $g'\left( x \right) < 0$,故 $g\left( x \right)$ 单调递减;
当 $x > 1$ 时,\[{x^2} - 1 > 0, \ln x > 0,\]所以 $g'\left( x \right) > 0$,故 $g\left( x \right)$ 单调递增.所以 $g\left(x\right)$ 在 $x=1$ 处取得最小值.故\[g\left(x \right) > g\left( 1 \right) = 0\left( {\forall x > 0,x \ne 1} \right).\]所以除切点之外,曲线 $C$ 在直线 $L$ 的下方.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2