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已知函数f(x)=lnx,g(x)=2x-2(x≥1).

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/08 15:06:20
已知函数f(x)=lnx,g(x)=2x-2(x≥1).
(Ⅰ)试判断F(x)=(x2+1)f(x)-g(x)在定义域上的单调性;
(Ⅱ)当0<a<b时,求证:f(b)-f(a)>
2a(b−a)
a
(I)∵函数f(x)=lnx,g(x)=2x-2(x≥1).
F(x)=(x2+1)f(x)-g(x)=(x2+1)lnx-(2x-2)的定义域为[1,+∞)
∴F′(x)=2xlnx+
x2+1
x-2=2xlnx+
(x−1)2
x
当x≥1时,F′(x)≥0恒成立
故函数F(x)=(x2+1)lnx-(2x-2)在定义域[1,+∞)上为增函数
(II)由(1)知,当x>1时,F(x)>F(1)=0
即当x>1时,(x2+1)lnx-(2x-2)>0

∴lnx>
2x−2
x2+1…①
令x=
b
a,当0<a<b时,
b
a>1
由①可得ln
b
a=lnb-lna>

b
a−2
(
b
a)2+1=
2a(b−a)
a2+b2
∴当0<a<b时,f(b)-f(a)>
2a(b−a)
a2+b2.