已知函数f(x)=a^x +(x-2)/(x+1 ) (a大于1)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/27 23:10:22
已知函数f(x)=a^x +(x-2)/(x+1 ) (a大于1) ,求证f(x)在(-1,正无穷)上为增函数。

解:

设f(x)=0有负数根
那么存在x<0
使a^x+(x-2)/(x+1)=0
a^x=-(x-2)/(x+1)
左边0<a^x<1
∴0<-(x-2)/(x+1)<1
解得1/2<x<2
这与假设矛盾
∴f(X)=0时没有负数根

设-1<x1<x2
则f(x1)-f(x2)
=a^x1- a^x2+(x1-2)/(x1+1)-(x2-2)/(x2+1)
=a^x1- a^x2+1-3/(x1+1)-1+3/(x2+1)
=a^x1- a^x2+3(x1-x2)/(x1+1)*(x2+1)
-1<x1<x2,a大于1
则a^x1- a^x2<0,3(x1-x2)/(x1+1)*(x2+1)<0
所以,f(x1)-f(x2)<0
所以函数单增!

任取X1,X2∈(-1,+∝),且X1<X2
F(X2)-F(X1)=a^x2-a^x1+(x2-x1)/(x1+1)(x2+1)
∵a>1 -1<X1<X2 ∴a^x1<a^x2,x2-x1>0,x1+1>0,x2+1>0
∴F(x2)-F(x1)>0
F(x2)>F(x1)
∴F(x)在(-1,∝)上单调递增

对f(x)求导得。f′(x)=a^xlna+ 3/(x+1)^2
因为a>1,所以a^x>0, lna>0,所以a^xlna>0
又3/(x+1)^2在(-1,正无穷大)上大于0.
所以f′(x)=a^xlna+ 3/(x+1)^2>0
故,f(x)=a^x +(x-2)/(x+1 ) (a大于1)在(-1,正无穷大)递增。

证明:设x1>x2>-1
那么x1-x2>0
而f(x1)-f(x2)=
a^x1 +(x1-2)/(x1+1 )-
[ a^x2+(x2-2)/