问题 解答题
已知函数f(x)=ln(x+1)-x.
(Ⅰ)求函数f(x)的单调递减区间;
(Ⅱ)若x>-1,证明:1-
1
x+1
≤ln(x+1)≤x
答案

(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-1,+∞).

f'(x)=

1
x+1
-1=-
x
x+1
…(2分)

由f'(x)<0及x>-1,得x>0.

∴当x∈(0,+∞)时,f(x)是减函数,

即f(x)的单调递减区间为(0,+∞).…4

(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,

当x∈(-1,0)时,f'(x)>0,

当x∈(0,+∞)时,f'(x)<0,

因此,当x>-1时,f(x)≤f(0),

即ln(x+1)-x≤0,

∴ln(x+1)≤x.…(6分)

g(x)=ln(x+1)+

1
x+1
-1,

g′(x)=

1
x+1
-
1
(x+1)2
=
x
(x+1)2
.…(8分)

∴当x∈(-1,0)时,g'(x)<0,

当x∈(0,+∞)时,g'(x)>0.…10

∴当x>-1时,g(x)≥g(0),

即 ln(x+1)+

1
x+1
-1≥0,

ln(x+1)≥1-

1
x+1

综上可知,当x>-1时,

1-

1
x+1
≤ln(x+1)≤x.…(12分)

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