设函数f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a>0.

1个回答

  • (Ⅰ)∵f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a>0,

    ∴函数f(x)的定义域为(-1,+∞),且 f ′ (x)=

    ax-1

    x+1 ,a>0 ,

    由f′(x)=0,得x=

    1

    a .

    当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

    x (-1,

    1

    a )

    1

    a (

    1

    a ,+∞)

    f′(x) - 0 +

    f(x) ↓ 极小值 ↑ 由上表知,当x∈(-1,

    1

    a )时,f′(x)<0,函数f(x)在(-1,

    1

    a )内单调递减;

    当x∈(

    1

    a ,+∞ )时,f′(x)>0,函数f(x)在(

    1

    a ,+∞ )内单调递增.

    ∴函数f(x)的增区间是(

    1

    a ,+∞ ),减区间是(-1,

    1

    a ).

    (Ⅱ)证明:设∅(x)=ln(x+1)-

    x

    1+x ,x∈[0,+∞),

    对∅(x)求导,得∅′(x)=

    1

    x+1 -

    1

    (1+x ) 2 =

    x

    (1+x ) 2 .

    当x≥0时,∅′(x)≥0,所以∅(x)在[0,+∞)内是增函数.

    ∴∅(x)>∅(0)=0,即ln(x+1)-

    x

    1+x >0,

    x

    1+x <ln(x+1) .

    同理可证ln(x+1)<x,

    x

    1+x <ln(x+1)<x .

    (Ⅲ)由(Ⅰ)知, g(a)=f(

    1

    a )=1-(a+1)•ln(

    1

    a +1) ,

    将 x=

    1

    a 代入

    x

    1+x <ln(x+1)<x ,

    1

    a+1 <ln(

    1

    a +1)<

    1

    a ,

    即1 <(a+1)ln(

    1

    a +1)<1+

    1

    a ,

    ∴ -

    1

    a <1-(a+1)ln(

    1

    a +1)<0 ,

    故-

    1

    a <g(a)<0 .