问题 解答题
已知函数f(x)=
a
a2-1
(ax-a-x),a>1

(1)用a表示f(2),f(3),并化简;
(2)比较
f(2)
2
f(1)
1
f(3)
3
f(2)
2
的大小,并由此归纳出一个更一般的结论.(不要求写出证明过程).
答案

(1)直接计算知:

f(2)=a+a-1,f(3)=a2+a-2+1,

(2)

f(1)
1
=1,
f(2)
2
=
1
2
(a+a-1)
f(3)
3
=
a2+1+a-2
3

根据基本不等式

f(2)
2
=
1
2
(a+a-1)>1=
f(1)
1
f(3)
3
-
f(2)
2
f(3)
3
-[
f(2)
2
]2=
(a-a-1)2
12
>0

所以

f(3)
3
f(2)
2
f(1)
1

归纳:∀x>0,

f(x+1)
x+1
f(x)
x

g(x)=

f(x)
x
,x>0,g/(x)=
xf/(x)-f(x)
x2
a
x2
×
x(ax+a-x)lna-(ax-a-x)
a2-1

h(x)=

x(ax+a-x)lna-(ax-a-x)
a2-1

则h(0)=0且 h/(x)=

x(ax-a-x)ln2a
a2-1

讨论知 h/(x)=

x(ax-a-x)ln2a
a2-1
>0,

从而h(x)>h(0)=0,g′(x)>0,g(x)在R+上单调增加,

所以∀x>0,

f(x+1)
x+1
f(x)
x

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