问题 解答题
已知函数f(x)=
ax+b
x2+1
在点(-1,f(-1))的切线方程为x+y+3=0.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)设g(x)=lnx,求证:g(x)≥f(x)在x∈[1,+∞)上恒成立;
(Ⅲ)已知0<a<b,求证:
lnb-lna
b-a
2a
a2+b2
答案

(Ⅰ)将x=-1代入切线方程得y=-2

f(-1)=

b-a
1+1
=-2,

化简得b-a=-4

f′(x)=

a(x2+1)-(ax+b)•2x
(1+x2)2

f′(-1)=

2a+2(b-a)
4
=
2b
4
=
b
2
=-1

解得:a=2,b=-2.

f(x)=

2x-2
x2+1

(Ⅱ)由已知得lnx≥

2x-2
x2+1
在[1,+∞)上恒成立

化简(x2+1)lnx≥2x-2

即x2lnx+lnx-2x+2≥0在[1,+∞)上恒成立

设h(x)=x2lnx+lnx-2x+2,

h′(x)=2xlnx+x+

1
x
-2

∵x≥1

2xlnx≥0,x+

1
x
≥2,

即h'(x)≥0

∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,h(x)≥h(1)=0

∴g(x)≥f(x)在x∈[1,+∞)上恒成立                      

(Ⅲ)∵0<a<b

b
a
>1,

由(Ⅱ)知有ln

b
a
2
b
a
-2
(
b
a
)
2
+1

整理得

lnb-lna
b-a
2a
a2+b2

∴当0<a<b时,

lnb-lna
b-a
2a
a2+b2

问答题
单项选择题