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:
x
1+x
<ln(x+1)<x
答案

(1)由已知得函数f(x)的定义域为(-1,+∞),且f′(x)=

ax-1
x+1
(a>0),

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,
1
a
)
1
a
(
1
a
,+∞)
f'(x)-0+
f(x)极小值
由上表可知,当x∈(-1,
1
a
)
时,f'(x)<0,函数f(x)在(-1,
1
a
)
内单调递减,

x∈(

1
a
,+∞)时,f'(x)>0,函数f(x)在(
1
a
,+∞)
内单调递增,

∴函数f(x)的单调减区间是(-1,

1
a
),函数f(x)的单调增区间是(
1
a
,+∞)

(2)设ϕ(x)=ln(x+1)-

x
1+x
,x∈[0,+∞)

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,

ln(x+1)-

x
1+x
>0,

x
1+x
<ln(x+1)

同理可证ln(x+1)<x,

x
1+x
<ln(x+1)<x.

单项选择题
多项选择题