问题 解答题
设函数f(x)=
ex-1
x
,x≠0.
(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.
答案

(1)f′(x)=

xex-(ex-1)
x2
=
(x-1)ex+1
x2
,-----------------(2分)

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)=

h(x)
x2
>0,即函数f(x)是(0,+∞)上的增函数.-----------------(6分)

(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

ex-x-1
x
<a,即ex-(1+a)x-1<0,-----------------(10分)

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)=

a
1+a
-ln(1+a),a>0则s′(a)=
1
(1+a)2
-
1
1+a
=-
a
(1+a)2
<0.

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)

单项选择题
多项选择题