问题 解答题
已知函数f(x)=
ax+b
x2+1
在点M(1,f(1))
处的切线方程为x-y-1=0.
(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)设函数g(x)=lnx,证明:g(x)≥f(x)对x∈[1,+∞)恒成立.
答案

(Ⅰ)将x=1代入切线方程x-y-1=0,得y=0,∴f(1)=0.

f(1)=

a+b
2
,化简得a+b=0.

f′(x)=

a(x2+1)-(ax+b)•2x
(1+x2)2
f′(1)=
2a-2(a+b)
4
=
-2b
4
=
-b
2
=1

解得a=2,b=-2,

f(x)=

2x-2
x2+1

(Ⅱ)证明:要证lnx≥

2x-2
x2+1
在[1,+∞)上恒成立,

即证(x2+1)lnx≥2x-2在[1,+∞)上恒成立,

即证x2lnx+lnx-2x+2≥0在[1,+∞)上恒成立.

设h(x)=x2lnx+lnx-2x+2,则h′(x)=2xlnx+x+

1
x
-2.

∵x≥1,∴2xlnx≥0,x+

1
x
≥2,即h'(x)≥0.

∴h(x)在[1,+∞)上x∈[1,+∞)单调递增,h(x)≥h(1)=0

∴g(x)≥f(x)在上恒成立.

单项选择题
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