解题思路:(1)根据f(x)的解析式求出f(x)的导函数,通分后根据函数f(x)在(0,+∞)上为单调增函数,得到分子大于0恒成立,解出2a-2小于等于一个函数关系式,利用基本不等式求出这个函数的最小值,列出关于a的不等式,求出不等式的解集即可得到a的取值范围;
(2)把所证的式子利用对数的运算法则及不等式的基本性质变形,即要证ln[m/n]-
2(
m
n
−1)
m
n
+1
>0,根据(1)得到h(x)在x大于等于1时单调递增,且[m/n]大于1,利用函数的单调性可得证.
(1)f′(x)=[1/x]-
a(x+1)−a(x−1)
(x+1)2=
(x+1)2−2ax
x(x+1)2=
x2+(2−2a)x+1
x(x+1)2,
因为f(x)在(0,+∞)上为单调增函数,所以f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立
即x2+(2-2a)x+1≥0在(0,+∞)上恒成立,
当x∈(0,+∞)时,由x2+(2-2a)x+1≥0,
得:2a-2≤x+[1/x],
设g(x)=x+[1/x],x∈(0,+∞),
则g(x)=x+[1/x]≥2
x•
1
x=2,当且仅当x=[1/x]即x=1时,g(x)有最小值2,
所以2a-2≤2,解得a≤2,所以a的取值范围是(-∞,2];
(2)要证[m−n/lnm−lnn<
m+n
2],只需证
m
n−1
ln
m
n<
m
n+1
2,
即ln[m/n]>
2(
m
n−1)
m
n+1,即ln[m/n]-
2(
m
n−1)
m
n+1>0,
设h(x)=lnx-
2(x−1)
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性.
考点点评: 此题考查学生会利用导函数的正负确定函数的单调区间,掌握不等式恒成立时所满足的条件,会利用基本不等式求函数的最小值,是一道中档题.在证明第(2)时注意利用第(1)问中的结论.