问题 解答题
(理)(1)证明不等式:ln(1+x)<
x
1+x
(x>0).
(2)已知函数f(x)=ln(1+x)-
ax
a+x
在(0,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围.
(3)若关于x的不等式
x
1+bx
+
1
ex
≥1在[0,+∞)上恒成立,求实数b的最大值.
答案

(1)证明:(1)令h(x)=ln(1+x)-

x
1+x
,则h′(x)=
1-
1+x+
1
4
x2
1+x
1+x
<0

∴h(x)在(0,+∞)上单调递减,即h(x)<h(0)=0

∴ln(1+x)-

x
1+x
<0

∴ln(1+x)<

x
1+x
(x>0).

(2)求导函数,可得f′(x)=

x[x-(a2-2a)]
(x+1)(x+a)2
,令f′(x)=0,可得x=0或x=a2-2a,

∵函数f(x)=ln(1+x)-

ax
a+x
在(0,+∞)上单调递增

∴f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立

∴a2-2a≤0

∵f(x)在(0,+∞)上有意义

∴a≥0

∴0≤a≤2;

(3)关于x的不等式

x
1+bx
+
1
ex
≥1在[0,+∞)上恒成立,等价于
x
1+bx
≥1-
1
ex
在[0,+∞)上恒成立,

1-

1
ex
≥0,∴b≥0

当x>0时,b≤1+

1
ex-1
-
1
x

构造函数g(x)=1+

1
ex-1
-
1
x
,则g′(x)=-
ex
(ex-1)2
+
1
x2

由(1)知,ln(1+x)<

x
1+x
(x>0).

以ex代1+x,可得x<

ex-1
ex

∵x>0,∴-

ex
(ex-1)2
+
1
x2
>0,

∴g′(x)>0,

∴g(x)在(0,+∞)上单调增

当x>0且x→0时,g(x)→1

∴b≤1

∴实数b的最大值为1

单项选择题
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