已知 $f(x)=\dfrac {x\ln x}{x-1}+a$,其中 $a>0$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的单调性
  • 题型
    >
    微积分初步
    >
    极值点偏移问题
  • 方法
    >
    论述方式
    >
    反证法
  1. 求 $f(x)$ 的单调性;
    标注
    • 知识点
      >
      微积分初步
      >
      利用导数研究函数的性质
      >
      利用导数研究函数的单调性
    答案
    函数 $f(x)$ 在 $(0,1)$ 和 $(1,+\infty)$ 上单调递增
    解析
    函数 $f(x)$ 的导函数$$f'(x)=\dfrac{x-1-\ln x}{(x-1)^2},$$而我们熟知 $\ln x\leqslant x-1$,因此 $f'(x)\geqslant 0$,因此函数 $f(x)$ 在 $(0,1)$ 和 $(1,+\infty)$ 上单调递增.
  2. 若 $g(x)=(x^2-x)\cdot f(x)$,且方程 $g(x)=m$ 有两个不同的实根 $x_1,x_2$,求证:$x_1+x_2>1$.
    标注
    • 题型
      >
      微积分初步
      >
      极值点偏移问题
    • 方法
      >
      论述方式
      >
      反证法
    答案
    解析
    用反证法.假设 $x_1+x_2\leqslant 1$,不妨设 $x_1<x_2$,则有 $x_1,x_2\in (0,1)$ 且$$(x_1-x_2)(x_1+x_2-1)\geqslant 0,$$也即$$0>x_1^2-x_1>x_2^2-x_2,$$结合 $f(x)>0$,可得$$(x_2^2-x_2)\cdot f(x_2)=(x_1^2-x_1)\cdot f(x_1)\geqslant (x_2^2-x_2)\cdot f(x_1),$$从而 $f(x_2)\leqslant f(x_1)$,进而 $x_2\leqslant x_1$,与 $x_1<x_2$ 矛盾.
    综上,原命题得证.
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
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