问题 解答题
设函数f(x)=x-m(x+1)ln(x+1),(x>-1,m≥0)
(1)求f(x)的单调区间;
(2)当m=1时,若直线y=t与函数f(x)在[-
1
2
,1]
上的图象有两个交点,求实数t的取值范围;
(3)证明:当a>b>0时,(1+a)b<(1+b)a
答案

(1)f'(x)=1-mln(x+1)-m

=1 ①m=0时,f'(x)=1>0,

∴f(x)在定义域(-1,+∞)是增函数(2分)

=2 ②m>0时,令f'(x)>0得mln(x+1)<1-m,∴-1<x<e

1-m
m
-1

∴f(x)在[-1,e

1-m
m
-1]上单调递增,在[e
1-m
m
-1,+∞)
上单调递减(4分)

(2)直线y=t与函数f(x)在[-

1
2
,1]上的图象有两个交点等价于方程f(x)=t在[-
1
2
,1]
上有两个实数解(5分)

由(I)知,f(x)在[-

1
2
,0]上单调递增,在[0,1]上单调递减.

f(0)=0,f(1)=1-ln4,f(-

1
2
)=-
1
2
+
1
2
ln2,且f(1)<f(-
1
2
)
(7分)

∴当t∈[-

1
2
+
1
2
ln2,0)时,方程f(x)=t有两个不同解,

即直线y=t与函数f(x)在[-

1
2
,1]上的图象有两个交点(8分)

(3)要证:(1+a)b<(1+b)a

只需证bln(1+a)<aln(1+b),只需证:

ln(1+a)
a
ln(1+b)
b
(10分)

g(x)=

ln(1+x)
x
,(x>0)则g′(x)=
x
1+x
-ln(1+x)
x2
=
x-(1+x)ln(1+x)
x2(1+x)
.(12分)

由(I)知x-(1+x)ln(1+x)在(0,+∞)单调递减,∴x-(1+x)ln(1+x)<0即g(x)是减函数,而a>b

∴g(a)<g(b),故原不等式成立(14分)

单项选择题
单项选择题