题目回顾
已知函数 ( f(x) = x(1
(1)讨论 ( f(x) ) 的单调性;
(2)设 ( a, b ) 为两个不相等的正数,且 ( b ln a
(1)单调性讨论
1. 求导
( f'(x) = 1
2. 定正负
定义域 ( x > 0 ),
( f'(x) > 0 ) 时 ( -ln x > 0 Rightarrow ln x < 0>
( f'(x) < 0> 0 Rightarrow x > 1 )。
3. 写结论
( f(x) ) 在 ( (0, 1) ) 单调递增,在 ( (1, +infty) ) 单调递减,极大值点 ( x=1 ),无极小值。
(2)不等式证明
1. 处理所给等式
由 ( b ln a
[
frac{ln a}{a}
]
整理得:
[
frac{ln a + 1}{a} = frac{ln b + 1}{b}
]
令 ( frac{1}{a} = x_1 ),( frac{1}{b} = x_2 ),则 ( x_1, x_2 > 0 ) 且 ( x_1
eq x_2 ),代入得:
[
-x_1 ln x_1 = -x_2 ln x_2
]
即 ( x_1 ln x_1 = x_2 ln x_2 )。
2. 构造函数
令 ( g(x) = x ln x , (x > 0) ),则 ( g(x_1) = g(x_2) )。
求导 ( g'(x) = ln x + 1 ),令 ( g'(x) = 0 ) 得 ( x = frac{1}{e} )。
( g(x) ) 在 ( (0, frac{1}{e}) ) 递减,在 ( (frac{1}{e}, +infty) ) 递增。
3. 确定范围
不妨设 ( 0 < x>
原证 ( 2 < x>
4. 左半部分 ( x_1 + x_2 > 2 )
由 ( g(x_1) = g(x_2) ),且 ( x_1 in (0, frac{1}{e}) ),取 ( t in (0, frac{1}{e}) ) 使 ( x_1 = t ),则存在 ( x_2 > frac{1}{e} ) 使 ( g(t) = g(x_2) )。
考虑对称性,作差或利用函数性质分析(常规手法:令 ( h(t) = t + x_2
5. 右半部分 ( x_1 + x_2 < e>
类似构造,利用 ( g(x) ) 在 ( (frac{1}{e}, +infty) ) 增长快于线性,通过极值点偏移经典结论可得 ( x_1 + x_2 < e>
关键点
注:考试时需详细写出构造、求导、分析单调性及零点的完整过程,此处仅梳理主思路。