已知函数f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a>0.

1个回答

  • 解题思路:(1)先对函数进行求导,根据导函数大于0原函数单调递增,导函数小于0原函数单调递减可得答案;

    (2)由(1)可知,f(x)的最小值为

    g(a)=f(

    1

    a

    )=1−(a+1)ln(

    1

    a

    +1)

    ,a>0,构造函数设

    φ(x)=ln(x+1)−

    x

    x+1

    ,x∈(0,+∞),利用导数研究函数的单调性和最值,即可证明结论.

    (1)由已知可得函数f(x)的定义域为(-1,+∞),

    而 f′(x)=

    a(x−

    1

    a)

    x+1,

    ∵a>0,x>-1,∴当 −1<x<

    1

    a时,f'(x)<0,

    当 x>

    1

    a时,f'(x)>0,

    ∴函数f(x)的单调递减区间是 (−1,

    1

    a),单调递增区间是 (

    1

    a,+∞).

    (2)由(1)可知,f(x)的最小值

    为 g(a)=f(

    1

    a)=1−(a+1)ln(

    1

    a+1),a>0.

    要证明 −

    1

    a<g(a)<0,

    只须证明 [1/a+1<ln(

    1

    a+1)<

    1

    a]成立.

    设 φ(x)=ln(x+1)−

    x

    x+1,x∈(0,+∞).

    则 φ′(x)=

    1

    x+1−

    1

    (1+x)2=

    x

    (1+x)2>0,

    ∴φ(x)在区间(0,+∞)上是增函数,∴φ(x)>φ(0)=0,即 ln(x+1)>

    x

    x+1.

    取 x=

    1

    a得到 [1/a+1<ln(

    1

    a+1)成立.

    设ψ(x)=ln(x+1)-x,x∈(0,+∞),同理可证ln(x+1)<x.

    取 x=

    1

    a]得到 ln(

    1

    a+1)<

    1

    a成立.因此,−

    1

    a<g(a)<0.

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题以函数为载体,,主要考查利用导数研究函数的单调性,以此为主线,贯穿其中.但对以上第二个问题的解答,关键是构造函数,这是函数这一章节的重点和难点,属难题.