问题 解答题
已知函数f(x)=x-ln(x+a)在(-a,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.
(1)求实数a的值;
(2)若m>n>0,求证:lnm-lnn<
m+n
n

(3)若关于x的方程f(x)+2x=x2+λ在[
1
2
,2]
上恰有两个不相等的实数根,求实数λ的取值范围.
答案

(1)由题意,f′(x)=1-

1
x+a

∵函数f(x)=x-ln(x+a)在(-a,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增

∴f′(1)=0

∴a=0;

(2)证明:∵m>n>0,∴要证明lnm-lnn<

m+n
n
,只需要证明ln
m
n
m
n
-1

只需要证明lnx<x-1,x>1

记g(x)=lnx-x=-f(x)

∴g(x)在(1,+∞)上单调递减

∴g(x)<g(1)=-1,即lnx-x<-1

lnm-lnn<

m+n
n

(3)∵f(x)+2x=x2+λ,f(x)=x-lnx

∴原方程可化为x2-3x+lnx+λ=0,x∈[

1
2
,2]

记h(x)=x2-3x+lnx+λ,x∈[

1
2
,2]

h′(x)=

(x-1)(2x-1)
x

x∈(

1
2
,1)时,h′(x)<0,x∈(1,2)时,h′(x)>0,

h(

1
2
)=-
5
4
-ln2+λ
,h(2)=-2+ln2+λ,h(1)=-2+λ,h(2)-h(
1
2
)=-
3
4
+ln4>0

h(1)<h(

1
2
)<h(2)

h(
1
2
)≥0
h(1)<0

-
5
4
-ln2+λ≥0
-2+λ<0

5
4
+ln2≤λ<2.

单项选择题
单项选择题 A3/A4型题