题目内容

【题目】已知函数f(x)= +lnx在(1,+∞)上是增函数,且a>0.
(1)求a的取值范围;
(2)求函数g(x)=ln(1+x)﹣x在[0,+∞)上的最大值;
(3)设a>1,b>0,求证:

【答案】
(1)解:f(x)的导数为f′(x)=﹣ +

因为函数f(x)在(1,+∞)上是增函数,

所以f′(x)=﹣ + ≥0在(1,+∞)上恒成立,

即x≥ 在(1,+∞)上恒成立,

所以只需1≥

又因为a>0,所以a≥1


(2)解:因为x∈[0,+∞),所以g′(x)= ﹣1= ≤0

所以g(x)在[0,+∞)上单调递减,

所以g(x)=ln(1+x)﹣x在[0,+∞)上的最大值为g(0)=0


(3)解:证明:因为a>1,b>0,所以 >1,

由(1)知f(x)= +lnx在(1,+∞)上是增函数,所以f( )>f(1),

+ln >0,化简得 <ln

又因为 =1+

由第(2)问可知g( )=ln(1+ )﹣ <g(0)=0,

即ln

综上 得证


【解析】(1)求出函数的导数,由函数f(x)在(1,+∞)上是增函数,所以f′(x)=﹣ + ≥0在(1,+∞)上恒成立,运用参数分离,求得最值即可;(2)求得g(x)的导数,求得单调性,即可得到最小值;(3)由(1)知f(x)= +lnx在(1,+∞)上是增函数,所以f( )>f(1),由第(2)问可知g( )=ln(1+ )﹣ <g(0)=0,化简即可得证.
【考点精析】通过灵活运用利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数,掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减;求函数上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值即可以解答此题.

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