问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+
a
x
-a(a∈R)

(I)求f(x)的单调区间;
(II)求证:不等式
1
lnx
-
1
x-1
1
2
对一切x∈(1,2)
恒成立.
答案

(I)求导函数,可得f′(x)=

1
x
-
a
x2
=
x-a
x2
(x>0)

若a≤0,则f′(x)>0,函数为增函数,函数的单调增区间为(0,+∞)

若a>0,令f′(x)>0,可得x>a,令f′(x)<0,可得0<x<a,

∴f(x)的单调增区间为(a,+∞),单调减区间为(0,a);

(II)证明:设f(x)=

1
lnx
-
1
x-1
-
1
2
,求导函数,可得f'(x)=-
1
xln2x
+
1
(x-1)2
=
(x-1)2-xln2x
x(x-1)2ln2

令g(x)=(x-1)2-x(lnx)2,g'(x)=2(x-1)-(lnx)2-2lnx,g“(x)=

2(x-lnx-1)
x

设h(x)=x-lnx-1,x∈(1,2),h'(x)=1-

1
x
>0,

∴h(x)在(1,2)上单调增,∴h(x)>h(1)=0,

∴g“(x)>0,g'(x)在(1,2)上单调增,∴g'(x)>g'(1)=0,

∴g(x)在(1,2)上单调增,∴g(x)>g(1)=0,

∴f'(x)<0,∴f(x)在(1,2)上单调减,f(x)<f(2)<0,

1
lnx
-
1
x-1
-
1
2
<0

1
lnx
-
1
x-1
1
2

单项选择题
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