已知 $f(x)=\dfrac{(x-a)^2}{\ln x}$,其中 $a\in (0,1)$.设函数 $f(x)$ 的 $3$ 个极值点分别为 $x_1,x_2,x_3$,且 $x_1<x_2<x_3$,求证:$x_1+x_3>\dfrac{2}{\sqrt {\rm e}}$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    微积分初步
    >
    变异的极值点偏移问题
  • 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
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    导数问题中的技巧
    >
    参数的转化
【答案】
【解析】
根据题意,有$$f'(x)=\dfrac{(x-a)\left(2\ln x+\dfrac ax-1\right)}{\ln ^2x},$$令 $g(x)=2\ln x+\dfrac ax-1$,于是$$g'(x)=\dfrac{2x-a}{x^2},$$于是 $g(x)$ 在 $\left(0,\dfrac a2\right)$ 上单调递减,在 $\left(\dfrac a2,+\infty\right)$ 上单调递增.又 $g(a)=2\ln a<0$,$x_1<x_2<x_3$,于是$$0<x_1<\dfrac a2<a<3.$$令 $h(x)=x-2x\ln x$,设函数$$\varphi(x)=h(x)-h\left(\dfrac{2}{\sqrt{\rm e}}-x\right),x\in\left(0,\dfrac{1}{\sqrt {\rm e}}\right),$$证明 $\varphi'(x)>0$ 即可.
答案 解析 备注
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