解题思路:(Ⅰ)求导函数,利用导数的正负,即可得到函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)由g(x)=(lnx-1)ex+x,x∈(0,+∞),求导函数,由(Ⅰ)知,f(x)min=f(1)=0,由此能导出不存在实数x0∈(0,+∞),使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知:
f(x)=
1
x
+lnx−1≥0,x>0
,由m>0,n>0,可得
f(
n
m
)≥0
,由此能够证明nnem≥mnen.
(Ⅰ)∵f(x)=
1
x+lnx−1,x∈(0,+∞),
∴f′(x)=−
1
x2+
1
x=
x−1
x2…(1分)
令f′(x)>0得x>1,令f′(x)<0得0<x<1…(2分)
∴f(x)的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1)…(3分)
(Ⅱ)∵g(x)=(lnx-1)ex+x,x∈(0,+∞),
∴g′(x)=(lnx-1)′ex+(lnx-1)(ex)′+1=([1/x]-lnx-1)ex+1,…(5分)
由(Ⅰ)易知,f(x)min=f(1)=0,
∴当x0∈(0,+∞)时,[1
x0+lnx0−1≥0 …(6分)
又ex0>0,∴g′(x0)≥1>0 …(7分)
曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直等价于方程g′(x0)=0有实数解.
而g′(x0)>0,即方程g′(x0)=0无实数解.…(8分)
故不存在实数x0∈(0,+∞),使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直.…(9分)
(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)得:f(x)=
1/x+lnx−1≥0,x>0(当且仅当x=1是等号成立) …(10分)
∵m>0,n>0,
∴f(
n
m)≥0…(12分)
∴
m
n+ln
n
m−1≥0⇔ln
n
m≥
n−m
n]⇔nln
n
m≥n−m⇔(
n
m)n≥en−m
整理得:nnem≥mnen…(14分)
点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.
考点点评: 本题考查函数单调性的判断,考查实数是否存在的判断,考查不等式的证明,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.综合性强,难度大.