问题 解答题
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-
1-a
x
是A类函数,求函数h(x)的单调区间;
(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).
答案

(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
+
1-a
x2
(x>0),

由xh'(x)>h(x),

ax-1+

1-a
x
>ax-3-lnx-
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-3a<1-

1
2
e-3.…(4分)

①当a=0时,由h′(x)=

1-x
x2
>0,得x<1,

所以增区间为(0,1),减区间为(1,+∞);

②当a<0时,由h′(x)=

a(x-
1-a
a
)(x-1)
x2
>0,得0<x<1,

所以增区间为(0,1),减区间为(1,+∞);

③当0<a<

1
2
时,得x<1,或x>
1-a
a

所以增区间为(0,1),(

1-a
a
,+∞),减区间为(
1-a
a
,1)

④当a=

1
2
时,h'(x)≥0,

所以,函数增区间为(0,+∞);

1
2
<a<1-
1
2
e-3时,由h′(x)=
a(x-
1-a
a
)(x-1)
x2
>0
,得x<
1-a
a
,或x>1,

所以增区间为(1,+∞),a1•a2•…•ak-1>1×2×…×(k-1)≥2k-2>k,

减区间为(

1-a
a
,1).   …(10分)

(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,

F(x)=

f(x)
x
F′(x)=
xf′(x)-f(x)
x2
>0
在(0,+∞)时恒成立,

所以函数F(x)=

f(x)
x
在(0,+∞)上是增函数,…(12分)

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),

f(x1+x2)
x1+x2
f(x1)
x1
f(x1+x2)
x1+x2
f(x2)
x2
,(14分)

所以f(x1)<

x1f(x1+x2)
x1+x2
,f(x2)<
x2f(x1+x2)
x1+x2

两式相加,得f(x1)+f(x2)<f(x1+x2).(16分)

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题