已知函数 f(x)=lnx- a(x-1) x+1 .

1个回答

  • (1)f′(x)=

    1

    x -

    a(x+1)-a(x-1)

    (x+1) 2 =

    (x+1) 2 -2ax

    x (x+1) 2 =

    x 2 +(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x 2+(2-2a)x+1≥0在(0,+∞)上恒成立,

    当x∈(0,+∞)时,由x 2+(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)

    x+1 ,

    由(1)知h(x)在(1,+∞)上是单调增函数,又

    m

    n >1,

    所以h(

    m

    n )>h(1)=0,即ln

    m

    n -

    2(

    m

    n -1)

    m

    n +1 >0成立,

    得到

    m-n

    lnm-lnn <

    m+n

    2 .