1、已知函数$f(x)=\ln x-2x$.
(1)求函数$f(x)$的单调区间;
(2)若两个不相等的正实数$x_1,x_2$满足$f(x_1)=f(x_2)$,证明:$x_1+x_2>1$.
2、已知$\sin^2A+\sin^2B+\sin^2C=1$,$A,B,C\in \left(0,\dfrac{\pi}{2}\right) $,求$\sin 2A+\sin 2B+\sin 2C$的最大值.
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参考答案
1、(1)$f'(x)=\dfrac{1}{x}-2 $,故函数$f(x)$在$\left(0,\dfrac{1}{2}\right) $单调递增,在$\left(\dfrac{1}{2},+\infty \right) $单调递减.
(2)由(1)可知,不妨设$0<x_1<\dfrac{1}{2}<x_2 $,由于$1-x_1>\dfrac{1}{2} $,函数$f(x)$在$\left(\dfrac{1}{2},+\infty \right) $单调递减,故只需证明$f(x_2)=f(x_1)<f(1-x_1)$即可.
令$$g(x)=f(1-x)-f(x)=\ln(1-x)-\ln x+4x-2,x\in \left(0,\dfrac{1}{2}\right),$$因为$$g'(x)=-\dfrac{(2x-1)^2}{x(1-x)}<0,x\in \left(0,\dfrac{1}{2}\right),$$故$x\in \left(0,\dfrac{1}{2}\right)$时,$g(x)>g\left(\dfrac{1}{2}\right)=0$.所以原命题成立.
2、由\(\sin 2A+\sin 2B+\sin 2C=2\sin A\cos A+2\sin B\cos B+2\sin C\cos C \),而\[\begin{split} &\left(\sin A\cos A+\sin B\cos B+\sin C\cos C\right)^2\\ \leqslant &\left(\sin^2A+\sin^2B+\sin^2C \right )\left(\cos^2A+\cos^2B+\cos^2C \right )\\=&2, \end{split} \]当且仅当$A=B=C=\arcsin \dfrac{\sqrt{3} }{3} $时等号成立,故$\sin 2A+\sin 2B+\sin 2C$的最大值为$2\sqrt{2} $.