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设函数 f(x)=(12x2+ax)(lnxlna)14x2ax.

  1. a=1 时,求曲线 f(x) 在点 (e,f(e)) 处的切线方程;
  2. 证明: 任意 1<a<2, 存在 x0(0,+), 使得 f(x0)<58(2+lna)ea1.
解答

  1. a=1, f(x)=(12x2+x)lnx14x2x,f(e)=e24; f(x)=(x+1)lnx,f(e)=e+1. 则所求切线方程为ye24=(e+1)(xe)y=(e+1)xe34e2.

  2. 证明 考虑 x0=a, h(a)=f(a)a2+5(2+lna)ea18a2=54+5(2+lna)ea18a2, 则 h(1)=0, 且h(a)=5ea1(2+lna+1a)8a216a5(2+lna)ea164a4=5ea18a3[1+(a2)(2+lna)].
    h1(a)=(a2)(2+lna),1<a<2, 则 h1(a)=3+lna2a,h1(a)=1a+2a2>0,h1(a)>h1(1)=1>0, 故 1+h1(a)(1+h1(1),1+h1(2))=(1,1), 从而 h(a) 存在零点 1<a0<2h(a)(1,a0) 上减,在 (a0,2) 上增.

    最后依据 ln2<12(212)=34, 有h(2)=5[(2+ln2)e8]32<532[(2+34)2.728]=532(7.488)<0,
    max1<a<2h(a)<max{h(1),h(2)}0, 也即任意 1<a<2, 可以取 x0=a 使得原不等式成立.