已知函数f(x)=ln(x+1),g(x)=ex-1.
(Ⅰ)F(x)=2f(x)-(a+1)x+x2,a>0,讨论F(x)的单调性:
(Ⅱ)对任意的x1,x2∈(0,+∞),若都有f(x2)-f(x1)≤a(x2-x1)成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)对任意的x2>x1>0,试比较f(x2)-f(x1)与g(x2-x1)的大小并说明理由.
网友回答
解:(Ⅰ)F(x)=2f(x)-(a+1)x+x2,x∈(-1,+∞),a>0
∴F′(x)=-(a+1)+ax=
当0<a<时,F(x)在(-1,1)和(-1,+∞)上单调递增,在(1,)上单调递减
当a=时,F(x)在(-1,+∞)上单调递增
当a时,F(x)在(-1,)和(1,+∞)上单增,在(,1)上单减,
当a=时,F(x)在(-1,+∞)上单调递增
(II)不妨设x2>x1≥0,由题意得f(x2)-f(x1)≤ax2-ax1,
f(x2)-ax2≤f(x1)-ax1
∴令t(x)=f(x)-ax
∴?x2>x1≥0,总有t(x2)≤t(x1)
∴t(x)在[0,+∞)上单减,
∴在[0,+∞)上恒成立,
即a,
∴a≥1
(III)由(II)得,令a=1.得f(x2)-f(x1)≤x2-x1,
设h(x)=g(x)-x=ex-x-1(x>0)
h′(x)=ex-1>0
∴h(x)在[0,+∞)上单增,
∴h(x)>h(0)=0,即g(x)>x
又∵x2-x1>0,
∴g(x2-x1)>x2-x1,
∴f(x2)-f(x1)≤x2-x1<g(x2-x1)
∴f(x2)-f(x1)<g(x2-x1)
解析分析:(I)根据条件中所给的函数构造新函数,要讨论函数的单调性,先对函数求导,讨论a的值,在a的不同取值下,写出函数的单调区间.(II)设出自变量的大小关系,构造新函数,要证明函数在区间上是一个递减函数,得到函数的导函数在这个范围上不大于0恒成立,根据恒成立中常用的函数的最值的思想,得到结果.(III)根据所给的要证明的两个代数式,构造出新函数,对新函数求导,根据导数判断函数的单调性,是一个单调递增函数,根据函数的单调性写出要证的结论.
点评:本题是一个大型的函数综合题目,题目包含的知识点比较多,适合作为高考题中的一道压轴题目,注意题目中两次使用构造函数的思想,这是本题的闪光点.