求 ddx(ln⁡x4x)\dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{\ln x}{4x}\right)。 由此,确定曲线 y=ln⁡x4xy=\dfrac{\ln x}{4x} 是单调递减函数的 xx 的取值范围。答案用 ee 表示。

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完整解法

9((i))

1. Apply the quotient rule to differentiate the expression

Let u=ln⁡xu = \ln x and v=4xv = 4x.
dudx=1x\dfrac{du}{dx} = \dfrac{1}{x} and dvdx=4\dfrac{dv}{dx} = 4.
ddx(ln⁡x4x)=4x(1x)−(ln⁡x)(4)(4x)2\dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{\ln x}{4x}\right) = \dfrac{4x\left(\dfrac{1}{x}\right) - (\ln x)(4)}{(4x)^2}

2. Simplify the resulting expression

=4−4ln⁡x16x2= \dfrac{4 - 4\ln x}{16x^2}
=4(1−ln⁡x)16x2= \dfrac{4(1 - \ln x)}{16x^2}
=1−ln⁡x4x2= \dfrac{1 - \ln x}{4x^2}

答案

1−ln⁡x4x2\dfrac{1 - \ln x}{4x^2}

9((ii))

1. State the derivative from part (i) and set up the inequality for a decreasing function

From (i), dydx=1−ln⁡x4x2\frac{dy}{dx} = \frac{1 - \ln x}{4x^2}.
For a decreasing function, dydx<0\frac{dy}{dx} < 0.
1−ln⁡x4x2<0\frac{1 - \ln x}{4x^2} < 0

2. Solve the inequality to find the range of $x$

Since ln⁡x\ln x is only defined for x>0x > 0, the denominator 4x24x^2 is always positive.
Therefore, the numerator must be negative:
1−ln⁡x<01 - \ln x < 0
ln⁡x>1\ln x > 1
x>e1x > e^1
x>ex > e

答案

x>ex > e

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