解题思路:(Ⅰ)由f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a>0,知函数f(x)的定义域为(-1,+∞),且,由f′(x)=0,得x=[1/a].列表讨论,能求出f(x)的单调区间.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,g(a)=f([1/a])=1-(a+1)•(ln[1/a]+1),由已知x>0时,[x/1+x<ln(x+1)<x,将x=
1
a]代入[x/1+x
<ln(x+1)
<x,得
1
a+1
<ln(
1
a
+1)<
1
a],由此可求得g(a)的范围,可得结论;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)min=f([1/a])=1-(a+1)•(ln[1/a]+1),且-[1/a
<f(
1
a
)<0
,假设f(x)在(0,+∞)内没有零点,则当x>0时,f(x)<0恒成立,即ax-(a+1)ln(x+1)<0恒成立,
由此可推得x→+∞时,
lim
x→+∞
[a−(a+1)•
ln(x+1)
x
]
<0,而据
lim
x→∞
ln(x+1)
x
=0
,可推得
lim
x→+∞][a-(a+1)
•
ln(x+1)
x
]>0,从而可导出矛盾,否定假设,得到结论;
(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)=a−
a+1
x+1]=[ax−1/x+1],
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)由(Ⅰ)知,g(a)=f([1/a])=1-(a+1)•(ln[1/a]+1),
由已知,x>0时,[x/1+x<ln(x+1)<x成立,
将x=
1
a]代入[x/1+x<ln(x+1)<x,得
1
a+1<ln(
1
a+1)<
1
a],
则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;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)min=f([1/a])=1-(a+1)•(ln
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值;极限及其运算;反证法与放缩法.
考点点评: 本题考查函数的单调区间的求法,考查不等式的证明及函数极限,考查推理论证能力,考查运算推导能力,考查等价转化思想.解题时要认真审题,仔细解答,注意导数性质的综合应用.
1年前
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