已知函数f(x)=lnxx?1.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)设m>0,求函数f(x)在[m,2m]上的最大值;
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解决时间 2021-01-28 00:39
- 提问者网友:無理詩人
- 2021-01-27 17:32
已知函数f(x)=lnxx?1.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)设m>0,求函数f(x)在[m,2m]上的最大值;(3)证明:对?n∈N*,不等式ln(2+nn)<2+nn恒成立.
最佳答案
- 五星知识达人网友:猎心人
- 2021-01-27 19:09
(1)函数的定义域为(0,+∞)
求导函数,可得f′(x)=
1?lnx
x2
令f′(x)>0,x>0,可得0<x<e;令f′(x)<0,可得x>e;
∴函数f(x)的单调递增区间为(0,e),单调递减区间为(e,+∞);
(2)①当0<2m≤e,即0<m≤
e
2 时,由(1)知,函数f(x)在[m,2m]上单调递增,
∴f(x)max=f(2m)=
ln2m
2m ?1;
②当m≥e时,由(1)知,函数f(x)在[m,2m]上单调递减,
∴f(x)max=f(m)=
lnm
m ?1;
③当m<e<2m,即
e
2 <m<e时,由(1)知,f(x)max=f(e)=
1
e ?1
(3)由(1)知,当x∈(0,+∞)时,f(x)max=f(e)=
1
e ?1
∴在(0,+∞)上,恒有f(x)=
lnx
x ?1≤
1
e ?1,即
lnx
x ≤
1
e
当且仅当x=e时,等号成立
∴?x∈(0,+∞),恒有lnx≤
1
e x
∵
2+n
n >0,
2+n
n ≠e
∴ln
2+n
n <
1
e ×
2+n
n
∴ln(
2+n
n )<
2+n
n
求导函数,可得f′(x)=
1?lnx
x2
令f′(x)>0,x>0,可得0<x<e;令f′(x)<0,可得x>e;
∴函数f(x)的单调递增区间为(0,e),单调递减区间为(e,+∞);
(2)①当0<2m≤e,即0<m≤
e
2 时,由(1)知,函数f(x)在[m,2m]上单调递增,
∴f(x)max=f(2m)=
ln2m
2m ?1;
②当m≥e时,由(1)知,函数f(x)在[m,2m]上单调递减,
∴f(x)max=f(m)=
lnm
m ?1;
③当m<e<2m,即
e
2 <m<e时,由(1)知,f(x)max=f(e)=
1
e ?1
(3)由(1)知,当x∈(0,+∞)时,f(x)max=f(e)=
1
e ?1
∴在(0,+∞)上,恒有f(x)=
lnx
x ?1≤
1
e ?1,即
lnx
x ≤
1
e
当且仅当x=e时,等号成立
∴?x∈(0,+∞),恒有lnx≤
1
e x
∵
2+n
n >0,
2+n
n ≠e
∴ln
2+n
n <
1
e ×
2+n
n
∴ln(
2+n
n )<
2+n
n
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- 1楼网友:玩家
- 2021-01-27 20:01
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