问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+
m
x
(x>0)
在(1,+∞)上为增函数,函数g(x)=lnx-mx(x>0)在(1,+∞)上为减函数.
(1)分别求出函数f(x)和g(x)的导函数;
(2)求实数m的值;
(3)求证:当x>0时,xln(1+
1
x
)<1<(x+1)ln(1+
1
x
)
答案

(1)f'(x)=

1
x
-
m
x2
…(2分)

g'(x)=

1
x
-m=
1-mx
x
…(4分)

(2)因为函数f(x)=lnx+

m
x
(x>0)在(1,+∞)上为增函数,

所以当x>1时,f'(x)=

1
x
-
m
x2
=
x-m
x2
≥0恒成立,得m≤1.

因为函数g(x)=lnx-mx(x>0)在(1,+∞)上为减函数.

所以当x>1时,g'(x)=

1
x
-m=
1-mx
x
≤0恒成立,得m≥1.

从而m=1.…(6分)

(3)当x>0时,1+

1
x
>1,

所以由(1)知:f(1+

1
x
)>f(1),即:ln(1+
1
x
)+
x
x+1
>1,

化简得:(1+x)ln(1+

1
x
)>1

g(1+

1
x
)<g(1),即:ln(1+
1
x
)-(1+
1
x
)<-1,

化简得:xln(1+

1
x
)<1.

所以当x>0时,xln(1+

1
x
)<1<(x+1)ln(1+
1
x
).…(8分)

单项选择题
单项选择题