已知g(x)=mx,G(x)=lnx.(1)若f(x)=G(x)-x+1,求函数f(x)的单调区间;(2)若G(x)+x+2≤g

2025-05-17 14:30:17
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解答:(1)解:f(x)=G(x)-x+1=1-x+lnx,
求导得:f(x)=

1
x
?1=
1?x
x
,由f′(x)=0,得x=1.
当x∈(0,1)时,f′(x)>0;
当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0.
∴函数y=f(x)在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数;
(2)解:令h(x)=G(x)+x+2-g(x)=lnx-x+2-mx=lnx-(1+m)x+2,
h(x)=
1
x
?(m+1)

∵m>0,
∴m+1>0,
由h′(x)=0,得x=
1
1+m

x∈(0,
1
1+m
)
时,h′(x)>0,h(x)在(0,
1
1+m
)
上是增函数;
x∈(
1
1+m
,∞)
时,h′(x)<0,h(x)在(
1
1+m
,+∞)
上是减函数.
∴h(x)在(0,+∞)上的最大值为h(
1
1+m
)=1?ln(1+m)
≤0,解得m≥e-1.
∴当m≥e-1时G(x)+x+2≤g(x)恒成立;
(3)证明:由题意知,b=lna+a=2.
由(1)知f(x)=1-x+lnx,且f(x)=lnx+1-x≤f(1)=0,
即有不等式lnx≤x-1(x>0).
于是b=ln2a+a+2≤a-1+a+2=2a+1,
即b-2a≤1.