问题
解答题
已知函数f(x)=lnx-
(1)若函数f(x)在(0,+∞)上为单调增函数,求a的取值范围; (2)设m,n∈R,且m≠n,求证
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答案
(1)f′(x)=
-1 x
=a(x+1)-a(x-1) (x+1)2
=(x+1)2-2ax x(x+1)2
,x2+(2-2a)x+1 x(x+1)2
因为f(x)在(0,+∞)上为单调增函数,所以f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立
即x2+(2-2a)x+1≥0在(0,+∞)上恒成立,
当x∈(0,+∞)时,由x2+(2-2a)x+1≥0,
得:2a-2≤x+
,1 x
设g(x)=x+
,x∈(0,+∞),1 x
则g(x)=x+
≥21 x
=2,当且仅当x=x• 1 x
即x=1时,g(x)有最小值2,1 x
所以2a-2≤2,解得a≤2,所以a的取值范围是(-∞,2];
(2)要证
<m-n lnm-lnn
,只需证m+n 2
<
-1m n ln m n
,
+1m n 2
即ln
>m n
,即ln2(
-1)m n
+1m n
-m n
>0,2(
-1)m n
+1m n
设h(x)=lnx-
,2(x-1) x+1
由(1)知h(x)在(1,+∞)上是单调增函数,又
>1,m n
所以h(
)>h(1)=0,即lnm n
-m n
>0成立,2(
-1)m n
+1m n
得到
<m-n lnm-lnn
.m+n 2