问题
解答题
设函数f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a>0. (1)求f(x)的单调区间; (2)当x>0时,证明不等式:
|
答案
(1)由已知得函数f(x)的定义域为(-1,+∞),且f′(x)=
(a>0),ax-1 x+1
令f'(x)=0,解得x=1 a
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x | (-1,
|
| (
| ||||||
f'(x) | - | 0 | + | ||||||
f(x) | ↘ | 极小值 | ↗ |
1 |
a |
1 |
a |
当x∈(
,+∞)时,f'(x)>0,函数f(x)在(1 a
,+∞)内单调递增,1 a
∴函数f(x)的单调减区间是(-1,
),函数f(x)的单调增区间是(1 a
,+∞)1 a
(2)设ϕ(x)=ln(x+1)-
,x∈[0,+∞)x 1+x
对ϕ(x)求导,得:ϕ′(x)=
-1 x+1
=1 (1+x)2 x (1+x)2
当x>0时,ϕ′(x)>0,
∴ϕ(x)在(0,+∞)内是增函数.
∴ϕ(x)在[0,+∞)上是增函数.
当x>0时,ϕ(x)>ϕ(0)=0,
即ln(x+1)-
>0,x 1+x
∴
<ln(x+1)x 1+x
同理可证ln(x+1)<x,
∴
<ln(x+1)<x.x 1+x