问题 解答题
(1)已知函数f(x)=ln(1+x)-
ax
x+1
(其中a为常数),求函数f(x)的单调区间;
(2)求证:不等式
1
ln(x+1)
-
1
x
1
2
在0<x<1上恒成立.
答案

(1)由f(x)=ln(1+x)-a(1-

1
x+1
)知定义域:{x|x>-1}

对f(x)求导得:f′(x)=

1
1+x
-
a
(x+1)2
=
x+1-a
(x+1)2

①在a≤0时,有x+1-a>0恒成立.故f(x)>0

故此时f(x)在(-1,+∞)上单调递增

②在a>0时,由f'(x)=0知x=a-1

x(-1,a-1)a-1(a-1,+∞)
f'(x)-0+
f(x)极小值
故在a>0时,f(x)在(-1,a-1)上为减函数,在[a-1,+∞)上为增函数.

因此函数在a≤0时,在(-1,+∞)上单调递增;在a>0时,f(x)在(-1,a-1)上为减函数,在[a-1,+∞)上为增函数.…(5分)

(2)要证明:

1
ln(1+x)
-
1
x
1
2
在(0,1)上成立.

只需证:

x
2
ln(1+x)+ln(1+x)-x>0,在(0,1)上恒成立

g(x)=

x
2
ln(1+x)+ln(1+x)-x

g′(x)=

1
2
(ln(1+x)+x.
1
1+x
)+
1
x+1
-1=
1
2
(ln(1+x)-
x
1+x
)

由(1)可知a=1,f(x)在x=0时取到最小值

ln(1+x)>

x
1+x
,在x>0时恒成立.

从而可知g'(x)>0,故g(x)在(0,1)上为增函数∴g(x)>g(0)=0

即:

x
2
ln(1+x)+ln(1+x)-x>0恒成立,从而原不等式得证.…(12分)

单项选择题
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