问题
解答题
已知f(x)=ln(x+1),g(x)=
(Ⅰ)若b=2,且h(x)=f(x-1)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围; (Ⅱ)若a=0,b=1时,求证:f(x)-g(x)≤0对于x∈(-1,+∞)恒成立; (III)证明:若0<x<y,则xlnx+ylny>(x+y)ln
|
答案
(Ⅰ)b=2时h(x)=lnx-
ax2-2x,h′(x)=1 2
-ax-2,1 x
∵h(x)有单调递减区间,∴h′(x)<0有解,即
<0有解,1-ax2-2x x
∵x>0,∴ax2+2x-1>0有解,.(2分)
①a≥0时合题意
②a<0时,△=4+4a>0,即a>-1,
∴a的取值范围是(-1,+∞).(4分)
(Ⅱ)设ϕ(x)=f(x)-g(x)=ln(x+1)-x
ϕ′(x)=
-1=1 x+1
.-x x+1
x | (-1,0) | 0 | (0,+∞) |
ϕ′(x) | + | 0 | - |
ϕ(x) | ↗ | 最大值 | ↘ |
即f(x)-g(x)≤0对于x∈(-1,+∞)恒成立.(8分)
(III)xlnx+ylny-(x+y)ln
=x(lnx-lnx+y 2
)+y(lny-lnx+y 2
)x+y 2
=xln
+yln2x x+y
=-xln2y x+y
-ylnx+y 2x x+y 2y
=-xln(1+
)-yln(1+y-x 2x
).(10分)x-y 2y
当0<x<y时,
>-1,y-x 2x
>-1,x-y 2y
由(2)知xlnx+ylny-(x+y)ln
≥-x•x+y 2
-y•y-x 2x
=0.(12分)x-y 2y
等号在
=y-x 2x
=0,即x=y时成立.x-y 2y
而y>x>0,所以xlnx+ylny-(x+y)ln
>0成立.(14分)x+y 2