问题 解答题
已知函数f(x)=
ln(x+1)
x+1

(1)求函数f(x)的最大值;
(2)设函数g(x)=
x
(x+1)
x+1
,证明:当x>0时,函数f(x)的图象总在函数g(x)图象的下方.
答案

(1)因为函数f(x)=

ln(x+1)
x+1
的定义域为(-1,+∞).

f(x)=

1-ln(x+1)
(x+1)2
,由f′(x)=0得x=e-1.

所以当x∈(-1,e-1)时,f′(x)>0.

当x∈(e-1,+∞)时,f′(x)<0.

所以当x=e-1时f(x)由最大值,最大值为f(e-1)=

1
e

(2)证明:f(x)-g(x)<0等价于

ln(x+1)
x+1
-
x
(x+1)
x+1
<0.

不妨设

x+1
=t 则x=t2-1(t>1).

于是不等式等价于2tlnt<t2-1.

设F(t)=2tlnt-t2+1

则F'(t)=2+lnt-2t

当t>1时,F'(x)<0,F(x)单调递减.

所以F(t)<f(1)=0.

也就等价于f(x)<g(x)恒成立(当x=1时等号成立).

单项选择题
选择题