若函数f(x)在(0,+∞)上恒有xf′(x)>f(x)成立(其中f′(x)为f(x)的导函数),则称这类函数为A类函数. (1)若函数g(x)=x2-1,试判断g(x)是否为A类函数; (2)若函数h(x)=ax-3-lnx-
(3)若函数f(x)是A类函数,当x1>0,x2>0时,证明f(x1)+f(x2)<f(x1+x2). |
(1)因为g'(x)=2x,
所以xg'(x)-g(x)=2x2-(x2-1)=x2+1>0在(0,+∞)上恒成立,
即xg'(x)>g(x)在(0,+∞)上恒成立,
所以g(x)=x2-1是A型函数.…(2分)
(2)h′(x)=a-
+1 x
(x>0),1-a x2
由xh'(x)>h(x),
得ax-1+
>ax-3-lnx-1-a x
,1-a x
因为x>0,所以可化为2(a-1)<2x+xlnx,
令p(x)=2x+xlnx,p'(x)=3+lnx,
令p'(x)=0,得x=e-3,
当x∈(0,e-3)时,p'(x)<0,p(x)是减函数;
当x∈(e-3,+∞)时,p'(x)>0,p(x)是增函数,
所以p(x)min=p(e-3)=-e-3,
所以2(a-1)<-e-3,a<1-
e-3.…(4分)1 2
①当a=0时,由h′(x)=
>0,得x<1,1-x x2
所以增区间为(0,1),减区间为(1,+∞);
②当a<0时,由h′(x)=
>0,得0<x<1,a(x-
)(x-1)1-a a x2
所以增区间为(0,1),减区间为(1,+∞);
③当0<a<
时,得x<1,或x>1 2
,1-a a
所以增区间为(0,1),(
,+∞),减区间为(1-a a
,1);1-a a
④当a=
时,h'(x)≥0,1 2
所以,函数增区间为(0,+∞);
⑤
<a<1-1 2
e-3时,由h′(x)=1 2
>0,得x<a(x-
)(x-1)1-a a x2
,或x>1,1-a a
所以增区间为(1,+∞),a1•a2•…•ak-1>1×2×…×(k-1)≥2k-2>k,
减区间为(
,1). …(10分)1-a a
(3)证明:函数f(x)是(0,+∞)上的每一点处都有导数,
且xf'(x)>f(x)在(0,+∞)上恒成立,
设F(x)=
,F′(x)=f(x) x
>0在(0,+∞)时恒成立,xf′(x)-f(x) x2
所以函数F(x)=
在(0,+∞)上是增函数,…(12分)f(x) x
因为x1>0,x2>0,
所以x1+x2>x1>0,x1+x2>x2>0,
所以F(x1+x2)>F(x1),F(x1+x2)>F(x2),
即
>f(x1+x2) x1+x2
,f(x1) x1
>f(x1+x2) x1+x2
,(14分)f(x2) x2
所以f(x1)<
,f(x2)<x1f(x1+x2) x1+x2
,x2f(x1+x2) x1+x2
两式相加,得f(x1)+f(x2)<f(x1+x2).(16分)