已知函数f(x)=[1−x/ax]+lnx

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  • 解题思路:(Ⅰ)求出f′(x),函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,则有f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,进而可转化为函数的最值问题解决;

    (Ⅱ)根据f(x)在[1,+∞)上为增函数,可得f([a+b/b])>f(1),从而可证明[1/a+b<ln

    a+b

    b];构造函数g(x)=x-lnx(x>1),易判g(x)在(1,+∞)上是增函数,可得x>1时g(x)>g(1),由此可证明ln[a+b/b]<[a+b/b].

    (Ⅰ)f′(x)=

    ax−1

    ax2,a>0,

    因为函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,所以f′(x)=

    ax−1

    ax2≥0对x∈[1,+∞)恒成立,

    即:ax-1≥0对x∈[1,+∞)恒成立,亦即a≥

    1

    x对x∈[1,+∞)恒成立,

    a≥(

    1

    x)max=1,即a≥1.

    故正实数a的取值范围是[1,+∞).

    (Ⅱ)证明:一方面,由(1)知,f(x)=

    1−x

    ax+lnx在[1,+∞)上是增函数,

    所以f(

    a+b

    b)>f(1)=0,即

    1−

    a+b

    b

    a•

    a+b

    b+ln

    a+b

    b>0,即ln

    a+b

    b>

    1

    a+b.

    另一方面,设函数g(x)=x-lnx(x>1),g′(x)=1-[1/x]=[x−1/x]>0(x>1),

    所以g(x)在(1,+∞)上是增函数,

    又g(1)=1>0,当x>1时,g(x)>g(1)>0,所以x>lnx,则ln[a+b/b]<[a+b/b].

    综上,[1/a+b]<ln[a+b/b]<[a+b/b].

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查导数与函数单调性的关系以及应用导数证明不等式问题.f′(x)≥0(不恒为0)是可导函数f(x)在某区间上递增的充要条件.

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