已知函数f(x)=lnx,g(x)=x2﹣2x.(1)设h(x)=f(x+1)﹣g'(x)(其中g'(x)是g(x)的导函数),求h(x)的最大值;(2)证明:当0<b<a时,求证
解:(1)h(x)=f(x+1)﹣g'(x)=ln(x+1)﹣x+2,x>﹣1,所以 h'(x)=﹣1=. 当﹣1<x<0时,h'(x)>0;当x>0时,h'(x)<0.因此,h'(x)在(﹣1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减.因此,当x=0时h(x)取得最大值h(0)=2; (2)证明:当0<b<a时,﹣1<<0,由(1)知:当﹣1<x<0时,h(x)<2,即ln(x+1)<x.因此,有f(a+b)﹣f(2a)=ln=ln(1+)<.(3)不等式k(x﹣1)<xf(x)+3g'(x)+4化为k<+2所以k<+2对任意x>1恒成立.令g(x)=+2,则g'(x)=,令h(x)=x﹣lnx﹣2(x>1),则 h'(x)=1﹣=>0,所以函数h(x)在(1,+∞)上单调递增.因为h(3)=1﹣ln3<0,h(4)=2﹣2ln2>0,所以方程h(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4).当1<x<x0时,h(x)<0,即g'(x)<0,当x>x0时,h(x)>0,即g'(x)>0,所以函数g(x)=+2在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.所以[g(x)]min=g(x0)=+2=+2=x0+2∈(5,6).所以k<[g(x)]min=x0+2∈(5,6).k的最大值是5.
题目简介
已知函数f(x)=lnx,g(x)=x2﹣2x.(1)设h(x)=f(x+1)﹣g'(x)(其中g'(x)是g(x)的导函数),求h(x)的最大值;(2)证明:当0<b<a时,求证
题目详情
(1)设h(x)=f(x+1)﹣g'(x)(其中g'(x)是g(x)的导函数),求h(x)的最大值;
(2)证明:当0<b<a时,求证:f(a+b)﹣f(2b)<
(3)设k∈Z,当x>1时,不等式k(x﹣1)<xf(x)+3g'(x)+4恒成立,求k的最大值.
答案
解:(1)h(x)=f(x+1)﹣g'(x)=ln(x+1)﹣x+2,x>﹣1,
﹣1=
.
<0,
=ln(1+
)<
.
+2
+2对任意x>1恒成立.
+2,则g'(x)=
,
=
>0,
+2在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.
+2=
+2=x0+2∈(5,6).
所以 h'(x)=
当﹣1<x<0时,h'(x)>0;
当x>0时,h'(x)<0.
因此,h'(x)在(﹣1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减.
因此,当x=0时h(x)取得最大值h(0)=2;
(2)证明:当0<b<a时,﹣1<
由(1)知:当﹣1<x<0时,h(x)<2,即ln(x+1)<x.
因此,有f(a+b)﹣f(2a)=ln
(3)不等式k(x﹣1)<xf(x)+3g'(x)+4化为k<
所以k<
令g(x)=
令h(x)=x﹣lnx﹣2(x>1),则 h'(x)=1﹣
所以函数h(x)在(1,+∞)上单调递增.
因为h(3)=1﹣ln3<0,h(4)=2﹣2ln2>0,
所以方程h(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4).
当1<x<x0时,h(x)<0,即g'(x)<0,
当x>x0时,h(x)>0,即g'(x)>0,
所以函数g(x)=
所以[g(x)]min=g(x0)=
所以k<[g(x)]min=x0+2∈(5,6).
k的最大值是5.