求函数 $f(x)=\ln(ax+1)+\dfrac{1-x}{1+x}$($x\geqslant 0,a\in\mathbb R^{+}$)的单调区间;
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
当 $a\geqslant 2$ 时,$f(x)$ 的单调递增区间为 $[0,+\infty)$;当 $0<a<2$ 时,$f(x)$ 的单调递减区间为 $\left(0,\sqrt{\dfrac{2-a}{a}}\right)$,单调递增区间为 $\left(\sqrt{\dfrac{2-a}{a}},+\infty\right)$
【解析】
求导得$$\begin{split}f'(x)&=\dfrac a{ax+1}-\dfrac 2{(1+x)^2}\\&=\dfrac {ax^2+a-2}{(x+1)^2},\end{split}$$当 $a\geqslant 2$ 时,$f'(x)>0$ 恒成立,所以 $f(x)$ 在 $[0,+\infty)$ 上单调递增.
当 $0<a<2$ 时,若 $0<x<\sqrt{\dfrac{2-a}{a}}$,则 $f'(x)<0$,故 $f(x)$ 在 $\left(0,\sqrt{\dfrac{2-a}{a}}\right)$ 上单调递减;
若 $x>\sqrt{\dfrac{2-a}{a}}$,则 $f'(x)>0$,故 $f(x)$ 在 $\left(\sqrt{\dfrac{2-a}{a}},+\infty\right)$ 上单调递增.
当 $0<a<2$ 时,若 $0<x<\sqrt{\dfrac{2-a}{a}}$,则 $f'(x)<0$,故 $f(x)$ 在 $\left(0,\sqrt{\dfrac{2-a}{a}}\right)$ 上单调递减;
若 $x>\sqrt{\dfrac{2-a}{a}}$,则 $f'(x)>0$,故 $f(x)$ 在 $\left(\sqrt{\dfrac{2-a}{a}},+\infty\right)$ 上单调递增.
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解析
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