导函数,大题,求全过程,谢谢

导函数,大题,求全过程,谢谢,第1张

(1)解:因为f(x)=ax+xlnx,所以f'(x)=a+lnx+1.(1分)

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

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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