已知函数f(x)=1+ln(x+1)x(x>0).(Ⅰ)试判断函数f(x)在(0,+∞)上单调性并证明你的结论;(Ⅱ

2024-12-04 18:03:56
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回答1:

(Ⅰ)f(x)在(0,+∞)上是减函数.证明如下:
f′(x)=

1
x2
[
x
x+1
?1?ln(x+1)]=-
1
x2
[
1
x+1
+ln(x+1)],
∵x>0,∴x2>0,
1
x+1
>0,ln(x+1)>0,∴f′(x)<0,
∴f(x)在(0,+∞)上是减函数睁弯运.
(Ⅱ)f(x)>悉梁
k
x+1
恒成立,即h(x)=
(x+1)[1+ln(x+1)]
x
>k恒成立,即h(x)的最小值大于k.
h′(x)=
x?1?ln(x+1)
x2
,记g(x)=x-1-ln(x+1)(x>0),
则g′(x)=
x
x+1
>0,闹敬∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,
又g(2)=1-ln3<0,g(3)=2-2ln2>0,
∴g(x)=0存在唯一实根a,且满足a∈(2,3),g(a)=0,即a=1+ln(a+1),
当x>a时,g(x)>0,h′(x)>0,当0<x<a时,g(x)<0,h′(x)<0,
∴h(x)min=h(a)=
(a+1)[1+ln(a+1)]
a
=a+1∈(3,4),
∴k<a+1,
故正整数k的最大值为3.