已知函数f(x)=(1+ln(x+1))/x,当x>0时,f(x)>k/(x+1)恒成立,求正整数k的最大值
来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/25 05:24:08
已知函数f(x)=(1+ln(x+1))/x,当x>0时,f(x)>k/(x+1)恒成立,求正整数k的最大值
我成绩不太好啊
若使f(x)>k/(x+1)恒成立
即(1+ln(x+1))/x>k/(x+1)恒成立
因x+1>1
故即是使(x+1)(1+ln(x+1))/x>k恒成立
令g(x)=(x+1)(1+ln(x+1))/x
显然只要g(x)最小值>k即可
g′(x)=[x-1-ln(x+1)]/x²
令h(x)=x-1-ln(x+1)
h′(x)=1-1/(x+1)=x/(x+1)
故x>0时,h′(x)>0
即h(x)在(0,+∞)上单调递增
故h(x)>h(0)=-1
显然g′(3)=[2-ln4]/9>0
g′(2)=[1-ln3]/4<0
设当x=t时,g′(x)=0
即t-1-ln(t+1)=0
即ln(t+1)=t-1
显然2<t<3
故g(x)在(0,t)上单调递减,在(t,+∞)上单调递增
故当x=t时,g(x)有最小值
为g(t)=(t+1)(1+ln(t+1))/t
=(t+1)(1+t-1)/t
=t+1
又2<t<3
故3<g(t)<4
显然k的最大值为3
先利用f'(x)<0知f(x)是减函数
当x>0时,f(x)>k/(x+1)恒成立
当x=1时,k<2(1+ln2)
k是正整数,所以k的最大值不大于3
下面证明当k=3时,f(x)>3/(x+1)恒成立
即当x>0时,(x+1)ln(x+1)+1-2x>0
令g(x)=(x+1)ln(x+1)+1-2x
则g'(x)=ln(x+1)-1
当x>e-1时,g'(x)>0, (g(x)增)
当0<x<e-1时,g'(x)<0 (g(x)减)
当x=e-1时,g
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