已知函数f(x)=1+lnxx.(Ⅰ)若函数在区间(a,a+12 )(a>0)上存在极值,求实数a的取值范围;(Ⅱ)

2025-05-09 09:53:05
推荐回答(1个)
回答1:

(Ⅰ)解:因为f(x)=

1+lnx
x
(x>0),则f′(x)=-
lnx
x2
(x>0),
当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0;当x=1时,f′(x)=0.
所以函数f(x)在(0,1)上单调递增;在(1,+∞)上单调递减;
所以函数f(x)在x=1处取得极大值.
因为函数在区间(a,a+
1
2
 )(a>0)上存在极值,
所以
a<1
a+
1
2
>1
,解得
1
2
<a<1…(6分)
(Ⅱ)证明:当x≥1时,不等式f(x)>
2sinx
x+1
,等价于
(x+1)(1+lnx)
x
>2sinx.
记g(x)=
(x+1)(1+lnx)
x
(x≥1)
所以g′(x)=
x?lnx
x2

令h(x)=x-lnx,则h′(x)=1-
1
x

由x≥1得h′(x)≥0,所以h(x)在[1,+∞)上单调递增,
所以[h(x)]min=h(1)=1>0,
从而g′(x)>0.
故g(x)在[1,+∞)上是单调递增,所以[g(x)]min=g(1)=2,
因为当x≥1时,2sinx≤2,所以g(x)≥2sinx,
又因为当x=1时,2sinx=2sin1<2,
所以当x≥1时,g(x)>2sinx,即
(x+1)(1+lnx)
x
>2sinx,
所以当x≥1时,不等式f(x)>
2sinx
x+1
恒成立.…(12分)