问题
解答题
已知函数f(x)=
(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:
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答案
(Ⅰ)将x=-1代入切线方程得y=-2
∴f(-1)=
=-2,b-a 1+1
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
=-1b 2
解得:a=2,b=-2.
∴f(x)=
.2x-2 x2+1
(Ⅱ)由已知得lnx≥
在[1,+∞)上恒成立2x-2 x2+1
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+
-21 x
∵x≥1
∴2xlnx≥0,x+
≥2,1 x
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
∴
>1,b a
由(Ⅱ)知有ln
>b a 2
-2b a (
)2+1b a
整理得
>lnb-lna b-a 2a a2+b2
∴当0<a<b时,
>lnb-lna b-a
.2a a2+b2