(2014•河南二模)已知函数f(x)=(ax+1)ln(x+1)-x.

(2014•河南二模)已知函数f(x)=(ax+1)ln(x+1)-x.

(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;

(2)求证:当x>0时 1ln(x+1)−1x<12

问答/171℃/2024-02-05 02:42:59

优质解答:

(1)当a=1时,f(x)=(x+1)ln(x+1)-x,则f′(x)=ln(x+1)

令f′(x)>0,可得x>0,令f′(x)<0,可得-1<x<0,

∴函数的单调增区间为(0,+∞),单调减区间为(-1,0);

(2)证明:当x>0时,欲证

1

ln(x+1)−

1

x<

1

2恒成立,只需证明当x>0时,ln(x+1)>

2x

x+2

构造函数g(x)=ln(x+1)−

2x

x+2,则g′(x)=

1

x+1−

4

(x+2)2=

x2

(x+1)(x+2)2>0

∴g(x)=ln(x+1)−

2x

x+2在(0,+∞)上单调递增

∴g(x)>g(0)=0

∴当x>0时,ln(x+1)>

2x

x+2

∴当x>0时,

1

ln(x+1)−

1

x<

1

2恒成立;

(3)(1+

1

n)n+a≥e等价于(n+a)ln(1+

1

n)≥1

∴a≥

1

ln(1+

1

n)−n

∵当x>0时,

1

ln(x+1)−

1

x<

1

2恒成立,∴

1

ln(1+

1

n)−n<

1

2

∴a≥

1

2

∴常数a的最小值为

1

2.

试题解析:

(1)求导函数,利用导数的正负,可得f(x)的单调区间;

(2)当x>0时,欲证1ln(x+1)−1x<12恒成立,只需证明当x>0时,ln(x+1)>2xx+2,构造函数,确定函数的单调性,即可证得结论;

(3)(1+1n)n+a≥e等价于(n+a)ln(1+1n)≥1,分离参数,利用(2)的结论,即可求常数a的最小值.

名师点评:

本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查不等式的证明,考查恒成立问题,属于中档题.

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