已知函数 $f(x)=\ln x-(ax+b)$ 有两个不同的零点 $x_1,x_2$,求证:$\dfrac{{\rm e}^{1+b}}{a}<x_1x_2<\dfrac{1}{a^2}$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    微积分初步
    >
    极值点偏移问题
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    导数问题中的技巧
    >
    参数的转化
  • 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】
【解析】
易知 $0<a<\dfrac{1}{\rm e}$,且 $0<x_2<\dfrac 1a<x_1$,欲证不等式等价于$$\begin{cases} x_1<\dfrac{1}{a^2x_2},\\ ax_1>1-\ln a-\ln x_2,\end{cases} $$于是设$$\varphi(x)=f(x)-f\left(\dfrac{1}{a^2x}\right),\mu (x)=f(x)-f\left(\dfrac{1-\ln a-\ln x}a\right),$$其中 $x\in\left(0,\dfrac 1a\right)$.进而$$\varphi'(x)=-\dfrac{(ax-1)^2}{ax^2}<0,$$而$$\mu'(x)=-\dfrac{ax\ln (ax)-ax+1}{x\left(\ln (ax)-1\right)}>0,$$因此原命题得证.
答案 解析 备注
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