设函数f(x)=
(1)判断函数f(x)在(0,+∞)上的单调性; (2)证明:对任意正数a,存在正数x,使不等式|f(x)-1|<a成立. |
(1)f′(x)=
=xex-(ex-1) x2
,-----------------(2分)(x-1)ex+1 x2
令h(x)=(x-1)ex+1,则h′(x)=ex+ex(x-1)=xex,
当x>0时,h′(x)=xex>0,∴h(x)是上的增函数,
∴h(x)>h(0)=0
故f′(x)=
>0,即函数f(x)是(0,+∞)上的增函数.-----------------(6分)h(x) x2
(2)|f(x)-1|=|
|,ex-x-1 x
当x>0时,令g(x)=ex-x-1,则g′(x)=ex-1>0-----------------(8分)
故g(x)>g(0)=0,∴|f(x)-1|=
,ex-x-1 x
原不等式化为
<a,即ex-(1+a)x-1<0,-----------------(10分)ex-x-1 x
令∅(x)=ex-(1+a)x-1,则∅′(x)=ex-(1+a),
由∅(x)=0得:ex=1+a,解得x=ln(1+a),
当0<x<ln(1+a)时,∅′(x)<0;当x>ln(1+a)时,∅′(x)>0.
故当x=ln(1+a)时,∅(x)取最小值∅[ln(1+a)]=a-(1+a)ln(1+a),-----------------(12分)
令s(a)=
-ln(1+a),a>0则s′(a)=a 1+a
-1 (1+a)2
=-1 1+a
<0.a (1+a)2
故s(a)<a(0)=0,即∅[ln(1+a)]=a-(1+a)ln(1+a)<0.
因此,存在正数x=ln(1+a),使原不等式成立.----------------(14分)