(12分)已知函数$f(x)=(x-1)\ln x -x-1$。证明:
(1)$f(x)$存在唯一的极值点;
(2)$f(x)=0$有且仅有两个实根,且两个实根互为倒数。
(1),,
则。
故函数在上单调递增。
而,
,
则在上存在唯一,使得。
当时,;
当时,,
则存在唯一的极值点,且为最小值点。
(2)由(1)知在上单调递减,在上单调递增,
且,
即。
由于,则。
故。
。
则在区间与上分别存在唯一零点,
即有且仅有两个零点,
故方程有且仅有两个实根。
设,,
则,
由知,
而有且仅有两个实根,
则与为的两个不等实根,
且的两个实根互为倒数。
本题主要考查导数的运算及导数在研究函数中的应用。
(1)根据函数的解析式可写出其定义域,由知在上单调递增,而,,则在区间上存在唯一零点,则存在唯一的极值点。
(2)根据的正负可求得函数的单调性,结合特定值下的函数值,根据函数零点的判定规则可知函数在上有且仅有两个零点。设,由知,则。此时由可求得,而函数在上有且仅有两个零点,则函数的两个零点互为倒数。