(1)a>0,x>0时,f(x)>-x
(2)f (x) 的单调递增区间为(,+∞)
(3)证明略
【解析】(1)设g (x) = f (x) + x,则g′ (x) = f ′(x) + 1 =.
∵ a>0,x>0,∴ g′ (x) =>0,
于是 g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴ g(x)>g(0)= f (0) + 0 = 0,f (x) + x>0在x>0时成立,
即a>0,x>0时,f(x)>-x. …………………… 4分
(2)∵ f (x) = ax-(a + 1)ln(x + 1),∴ f ′(x) =.
① a = 0时,f ′(x) =, ∴ f (x) 在(-1,+∞)上单调递减, 无单调增区间.
② a>0时,由 f ′(x)>0得,∴ 单增区间为(,+∞).
③ a<0时,由 f ′(x)>0得.
而 x>-1,∴ 当,即-1≤a<0时,无单增区间;
当,即a<-1时,-1<x<,单增区间为(-1,).
综上所述:当a<-1时,f (x) 的单调递增区间为(-1,);当-1≤a≤0时,
f (x) 无单调递增区间;a>0时,f (x) 的单调递增区间为(,+∞).…………… 8分
(3)证明:1)当n = 2时,左边-右边=,
∴ 左边<右边,不等式成立. …………………… 9分
2)假设n = k时,不等式成立,即 成立,
那么当n = k + 1时,
=.… 11分
下面证明:.
思路1 利用第(1)问的结论,得 ax-ln(x + 1)a+1>-x,
所以(a + 1)ln(x + 1)<(a + 1)x,即 ln(x + 1)<x,
因而 0<ln(k + 1)<k,所以.
以上表明,当n = k + 1时,不等式成立.
根据1)和2),可知,原不等式对任意正整数 n都成立.…………………… 14分
思路2 构造函数h (x) = ln x-x2(x≥3),则,
∴ h (x) 在 [ 3,+∞上是减函数,则 h (x)max = h (3) = ln 3-<ln e2-<0,
∴ 当x≥3时,ln x<x2,即 .
∵ k + 1∈[ 3,+∞,∴ .