问题 解答题
已知a,b∈R+,函数f(x)=
ax+1+bx+1
ax+bx
(x∈R)

(1)判断函数f(x)的单调性,并证明你的结论;
(2)比较
a2+b2
a+b
ab
的大小.
答案

(1)函数f(x)=

ax+1+bx+1
ax+bx
(x∈R)递增函数,证明如下:

设x<y,则x-y<0,f(x)-f(y)=

(a-b)(ax-y-bx-y)ayby
(ax+bx)(ay+by)

①当a=b时,f(x)为常数函数,此时不单调.

②若a>b,则a-b>0,ax-y<bx-y,ax-y-bx-y<0,所以f(x)<f(y),

此时函数f(x)=

ax+1+bx+1
ax+bx
(x∈R)递增函数.

③当a<b,则a-b<0,ax-y>bx-y,ax-y-bx-y>0,所以f(x)<f(y),

此时函数f(x)=

ax+1+bx+1
ax+bx
(x∈R)递增函数.

(2)

a2+b2
a+b
-
ab
=
a2+b2-a
ab
-b
ab
a+b
=
a2+b2-a
3
2
b
1
2
-a
1
2
b
3
2
a+b
=
(a
3
2
-b
3
2
)(a
1
2
-b
1
2
)
a+b

因为幂函数x

3
2
x
1
2
在(0,+∞)上单调递增,具有相同的单调性.

所以当a=b时,

a2+b2
a+b
=
ab

当a≠b时,

a2+b2
a+b
ab

单项选择题
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