题目内容

设f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)的导函数为f′(x),且对任意正数x均有f′(x)>
f(x)
x

(Ⅰ)判断函数F(x)=
f(x)
x
在(0,+∞)上的单调性;
(Ⅱ)设x1,x2∈(0,+∞),比较f(x1)+f(x2)与f(x1+x2)的大小,并证明你的结论.
分析:(I)先求出F′(x)=
xf′(x)-f(x)
x
,然后根据条件对任意正数x均有f′(x)>
f(x)
x
,确定出F′(x)的符号,得到函数在(0,+∞)上的单调性;
(II)根据F(x)在(0,+∞)上是增函数得到F(x1)<F(x1+x2),化简变形可得(x1+x2)f(x1)<x1f(x1+x2),同理可得(x1+x2)f(x2)<x2f(x1+x2),将两式相加即可判定出f(x1)+f(x2)与f(x1+x2)的大小.
解答:解:(Ⅰ)由于f′(x)>
f(x)
x
得,
xf′(x)-f(x)
x
>0,而x>0,
则xf′(x)-f(x)>0,
则F′(x)=
xf′(x)-f(x)
x
>0,因此F(x)=
f(x)
x
在(0,+∞)上是增函数.(6分)
(Ⅱ)由于x1,x2∈(0,+∞),则0<x1<x1+x2
而F(x)=
f(x)
x
在(0,+∞)上是增函数,
则F(x1)<F(x1+x2),即
f(x1)
x1
f(x1+x2)
x1+x2

∴(x1+x2)f(x1)<x1f(x1+x2)(1),(9分)
同理(x1+x2)f(x2)<x2f(x1+x2)(2)(11分)
(1)+(2)得:(x1+x2)[f(x1)+f(x2)]<(x1+x2)f(x1+x2),而x1+x2>0,
因此f(x1)+f(x2)<f(x1+x2)(14分)
点评:本题主要考查了导数在最大值、最小值问题中的应用,以及利用导数研究函数的单调性等基础知识,考查计算能力和分析问题的能力,属于基础题.
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