因为函数f(x)=ax+xlnx的图象在点x=e处的切线斜率为3,
所以f'(e)=3,即a+lne+1=3.
所以a=1.(2分)
(2)解:由(1)知,f(x)=x+xlnx,
所以k<
f(x)
x1
对任意x>1恒成立,即k<
x+xlnx
x1
对任意x>1恒成立.(3分)
令g(x)=
x+xlnx
x1
,
则g′(x)=
xlnx2
(x1)2
,(4分)
令h(x)=x-lnx-2(x>1),
则h′(x)=1
1
x
=
x1
x
>0,
所以函数h(x)在(1,+∞)上单调递增.(5分)
因为h(3)=1-ln3<0,h(4)=2-2ln2>0,
所以方程h(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4).
当1<x<x0时,h(x)<0,即g'(x)<0,当x>x0时,h(x)>0,即g'(x)>0,(6分)
所以函数g(x)=
x+xlnx
x1
在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.
所以[g(x)]min=g(x0)=
x0(1+lnx0)
x01
=
x0(1+x02)
x01
=x0∈(3,4).(7分)
所以k<[g(x)]min=x0∈(3,4).
故整数k的最大值是3.(8分)
(3)证明:由(2)知,g(x)=
x+xlnx
x1
是[4,+∞)上的增函数,(9分)
所以当n>m≥4时,
n+nlnn
n1
>
m+mlnm
m1
.(10分)
即n(m-1)(1+lnn)>m(n-1)(1+lnm).
整理,得mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn+(n-m).(11分)
因为n>m,所以mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn.(12分)
即lnnmn+lnmm>lnmmn+lnnn.
即ln(nmnmm)>ln(mmnnn).(13分)
所以(mnn)m>(nmm)n.(14分)
证明2:构造函数f(x)=mxlnx+mlnm-mxlnm-xlnx,(9分)
则f'(x)=(m-1)lnx+m-1-mlnm.(10分)
因为x>m≥4,所以f'(x)>(m-1)lnm+m-1-mlnm=m-1-lnm>0.
所以函数f(x)在[m,+∞)上单调递增.(11分)
因为n>m,所以f(n)>f(m).
所以mnlnn+mlnm-mnlnm-nlnn>m2lnm+mlnm-m2lnm-mlnm=0.(12分)
即mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn.
即lnnmn+lnmm>lnmmn+lnnn.
即ln(nmnmm)>ln(mmnnn).(13分)
所以(mnn)m>(nmm)n.(14分)
在一元函数中,我们已经知道,复合函数的求导公式在求导法中所起的重要作用,对于多元函数来说也是如此。下面我们来学习多元函数的复合函数的求导公式。我们先以二元函数为例:多元复合函数的求导公式
链导公式:
设均在(x,y)处可导,函数z=F(u,v)在对应的(u,v)处有连续的一阶偏导数,
那末,复合函数在(x,y)处可导,且有链导公式:
例题:求函数的一阶偏导数
解答:令
由于
而
由链导公式可得:
其中
上述公式可以推广到多元,在此不详述。
一个多元复合函数,其一阶偏导数的个数取决于此复合函数自变量的个数。在一阶偏导数的链导公式中,项数的多少取决于与此自变量有关的中间变量的个数。
全导数
由二元函数z=f(u,v)和两个一元函数复合起来的函数是x的一元函数.
这时复合函数的导数就是一个一元函数的导数,称为全导数.
此时的链导公式为:
例题:设z=u2v,u=cosx,v=sinx,求
解答:由全导数的链导公式得:
将u=cosx,v=sinx代入上式,得:
关于全导数的问题
全导数实际上是一元函数的导数,只是求导的过程是借助于偏导数来完成而已。
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