【題目】設(shè)函數(shù)f(x)=lnx﹣x+1.
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)證明當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),1< <x;
(3)設(shè)c>1,證明當(dāng)x∈(0,1)時(shí),1+(c﹣1)x>cx

【答案】
(1)

解:函數(shù)f(x)=lnx﹣x+1的導(dǎo)數(shù)為f′(x)= ﹣1,

由f′(x)>0,可得0<x<1;由f′(x)<0,可得x>1.

即有f(x)的增區(qū)間為(0,1);減區(qū)間為(1,+∞);


(2)

證明:當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),1< <x,即為lnx<x﹣1<xlnx.

由(1)可得f(x)=lnx﹣x+1在(1,+∞)遞減,

可得f(x)<f(1)=0,即有l(wèi)nx<x﹣1;

設(shè)F(x)=xlnx﹣x+1,x>1,F(xiàn)′(x)=1+lnx﹣1=lnx,

當(dāng)x>1時(shí),F(xiàn)′(x)>0,可得F(x)遞增,即有F(x)>F(1)=0,

即有xlnx>x﹣1,則原不等式成立;


(3)

證明:設(shè)G(x)=1+(c﹣1)x﹣cx,G′(x)=c﹣1﹣cxlnc,

可令G′(x)=0,可得cx= ,

由c>1,x∈(0,1),可得1<cx<c,即1< <c,

由(1)可得cx= 恰有一解,設(shè)為x=x0是G(x)的最大值點(diǎn),且0<x0<1,

由G(0)=G(1)=0,且G(x)在(0,x0)遞增,在(x0,1)遞減,

可得G(x0)=1+(c﹣1)x0﹣cx0>0成立,

則c>1,當(dāng)x∈(0,1)時(shí),1+(c﹣1)x>cx


【解析】(1)求出導(dǎo)數(shù),由導(dǎo)數(shù)大于0,可得增區(qū)間;導(dǎo)數(shù)小于0,可得減區(qū)間,注意函數(shù)的定義域;(2)由題意可得即證lnx<x﹣1<xlnx.運(yùn)用(1)的單調(diào)性可得lnx<x﹣1,設(shè)F(x)=xlnx﹣x+1,x>1,求出單調(diào)性,即可得到x﹣1<xlnx成立;(3)設(shè)G(x)=1+(c﹣1)x﹣cx , 求出導(dǎo)數(shù),可令G′(x)=0,由c>1,x∈(0,1),可得1< <c,由(1)可得cx= 恰有一解,設(shè)為x=x0是G(x)的最小值點(diǎn),運(yùn)用最值,結(jié)合不等式的性質(zhì),即可得證.;本題考查導(dǎo)數(shù)的運(yùn)用:求單調(diào)區(qū)間和極值、最值,考查不等式的證明,注意運(yùn)用構(gòu)造函數(shù)法,求出導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,考查推理和運(yùn)算能力,屬于中檔題.
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題,首先需要了解利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性(一般的,函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)的正負(fù)有如下關(guān)系: 在某個(gè)區(qū)間內(nèi),(1)如果,那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞增;(2)如果,那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞減).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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