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已知函数f(x)=ln(1+x)x.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/20 03:37:40
已知函数f(x)=
ln(1+x)
x
(Ⅰ)函数f(x)=
ln(1+x)
x的导函数为f/(x)=

x
1+x−ln(1+x)
x2,
在[0,+∞)上考虑函数g(x)=
x
1+x−ln(1+x),由g/(x)=
1
(1+x)2−
1
1+x≤0,
可知g(x)单调递减,结合g(0)=0,当x>0时,g(x)<0,所以,f′(x)<0,f(x)=
ln(1+x)
x在(0,+∞)单调递减.
∵f(1)=ln2,∴若x≥1,则 f(x)≤ln2.
(Ⅱ) 要使得对任意x>0,f(x)>1+px即
ln(1+x)
x>1+px恒成立,首先由熟知的不等式ln(1+x)<x知p<0
令h(x)=ln(1+x)-x-px2,则只要h(x)>0恒成立.
以下在[0,+∞)上考虑h(x).h/(x)=
1
1+x−1−2px=
−2px(x+
2p+1
2p)
1+x.
这里p<0,故若2p+1>0,则在区间(0,−
2p+1
2p)内,h′(x)<0,h(x)单调递减,但h(0)=0,所以在区间(0,−
2p+1
2p)内,h(x)<0,这与题意不符;
反之,若2p+1≤0,则当x>0时恒有h′(x)>0,h(x)单调递增,但h(0)=0,所以对任意x>0,h(x)>0,也就是
ln(1+x)
x>1+px恒成立.
综上所述,使得对任意x>0,f(x)>1+px恒成立的最大的p=−
1
2.