问题 解答题
已知函数f(x)=
lnx
x
-1

(1)试判断函数f(x)的单调性;
(2)设m>0,求f(x)在[m,2m]上的最大值;
(3)试证明:对∀n∈N*,不等式ln(
1+n
n
)e
1+n
n
答案

(1)函数f(x)的定义域是:(0,+∞)

由已知f(x)=

1-lnx
x2

令f′(x)=0得,1-lnx=0,∴x=e

∵当0<x<e时,f(x)=

1-lnx
x2
>0,

当x>e时,f(x)=

1-lnx
x2
<0

∴函数f(x)在(0,e]上单调递增,在[e,+∞)上单调递减,

(2)由(1)知函数f(x)在(0,e]上单调递增,在[e,+∞)上单调递减

故①当0<2m≤e即0<m≤

e
2
时,f(x)在[m,2m]上单调递增

f(x)max=f(2m)=

ln(2m)
2m
-1,

②当m≥e时,f(x)在[m,2m]上单调递减

f(x)max=f(m)=

lnm
m
-1,

③当m<e<2m,即

e
2
<m<e时

f(x)max=f(e)=

1
e
-1.

(3)由(1)知,当x∈(0,+∞)时,f(x)max=f(e)=

1
e
-1,

∴在(0,+∞)上恒有f(x)=

lnx
x
-1≤
1
e
-1,

lnx
x
1
e
且当x=e时“=”成立,

∴对∀x∈(0,+∞)恒有lnx≤

1
e
x,

1+n
n
>0,
1+n
n
≠e,

ln

1+n
n
1
e
1+n
n
⇒ln(
1+n
n
)e
1+n
n

即对∀n∈N*,不等式ln(

1+n
n
)e
1+n
n
恒成立.

单项选择题
多项选择题