已知函数f(x)=ln(1+x)x.

1个回答

  • 解题思路:(1)利用导数求出f(x)的单调区间,求出f(x)的最大值,即可证出;

    (2)构造函数h(x)=ln(1+x)-x-px2,则只要h(x)>0恒成立.即h(x)的最小值大于0,求出p的最大值.

    (Ⅰ)函数f(x)=

    ln(1+x)

    x的导函数为f/(x)=

    x

    1+x−ln(1+x)

    x2,

    在[0,+∞)上考虑函数g(x)=

    x

    1+x−ln(1+x),由g/(x)=

    1

    (1+x)2−

    1

    1+x≤0,

    可知g(x)单调递减,结合g(0)=0,当x>0时,g(x)<0,所以,f′(x)<0,f(x)=

    ln(1+x)

    x在(0,+∞)单调递减.

    ∵f(1)=ln2,∴若x≥1,则 f(x)≤ln2.

    (Ⅱ) 要使得对任意x>0,f(x)>1+px即

    ln(1+x)

    x>1+px恒成立,首先由熟知的不等式ln(1+x)<x知p<0

    令h(x)=ln(1+x)-x-px2,则只要h(x)>0恒成立.

    以下在[0,+∞)上考虑h(x).h/(x)=

    1

    1+x−1−2px=

    −2px(x+

    2p+1

    2p)

    1+x.

    这里p<0,故若2p+1>0,则在区间(0,−

    2p+1

    2p)内,h′(x)<0,h(x)单调递减,但h(0)=0,所以在区间(0,−

    2p+1

    2p)内,h(x)<0,这与题意不符;

    反之,若2p+1≤0,则当x>0时恒有h′(x)>0,h(x)单调递增,但h(0)=0,所以对任意x>0,h(x)>0,也就是

    ln(1+x)

    x>1+px恒成立.

    综上所述,使得对任意x>0,f(x)>1+px恒成立的最大的p=−

    1

    2.

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题利用导数求函数的单调区间,进而求出最大值,来证明不等式,运用了等价转化,化归,构造函数思想,求参数的取值范围,一道导数的综合题.属于中档题.