解题思路:(Ⅰ)利用导数的符号即可作出判断;
(Ⅱ)f(x)>[k/x+1]恒成立,化为h(x)=
(x+1)[1+ln(x+1)]
x
>k恒成立,即h(x)的最小值大于k.求导h′(x)=
x−1−ln(x+1)
x
2
,记g(x)=x-1-ln(x+1)(x>0),利用导数可判断g(x)的单调性及g(x)的零点所在区间,进而可得h(x)的最小值,得到k的范围,由此可求最小正整数k.
(Ⅰ)f(x)在(0,+∞)上是减函数.证明如下:
f′(x)=[1
x2[
x/x+1−1−ln(x+1)]=-
1
x2][[1/x+1]+ln(x+1)],
∵x>0,∴x2>0,[1/x+1]>0,ln(x+1)>0,∴f′(x)<0,
∴f(x)在(0,+∞)上是减函数.
(Ⅱ)f(x)>[k/x+1]恒成立,即h(x)=
(x+1)[1+ln(x+1)]
x>k恒成立,即h(x)的最小值大于k.
h′(x)=
x−1−ln(x+1)
x2,记g(x)=x-1-ln(x+1)(x>0),
则g′(x)=[x/x+1]>0,∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,
又g(2)=1-ln3<0,g(3)=2-2ln2>0,
∴g(x)=0存在唯一实根a,且满足a∈(2,3),g(a)=0,即a=1+ln(a+1),
当x>a时,g(x)>0,h′(x)>0,当0<x<a时,g(x)<0,h′(x)<0,
∴h(x)min=h(a)=
(a+1)[1+ln(a+1)]
a=a+1∈(3,4),
∴k<a+1,
故正整数k的最大值为3.
点评:
本题考点: 函数恒成立问题;函数的单调性及单调区间.
考点点评: 该题考查利用导数研究函数的单调性、最值及函数恒成立问题,考查转化思想,考查学生灵活运用知识分析解决问题的能力.