Question

设，证明：
（Ⅰ）当x＞1时，f（x）＜（ x-1）；
（Ⅱ）当1＜x＜3时，．

Answer

（Ⅰ）证法一，记g（x）=lnx+-1-（x-1），可得到g′（x）=+-＜0，从而g（x）为减函数，又g（1）=0，当x＞1时，g（x）＜g（1），问题解决；
证法二，利用均值不等式，可证得，当x＞1时，＜+．①，令k（x）=lnx-x+1，同理可证k（x）为减函数，于是有lnx＜x-1②，由①②可证得结论；
（Ⅱ）记h（x）=f（x）-，可求得h′（x）=-＜＜0（1＜x＜3），从而h（x）在（1，3）内是递减函数，又由h（1）=0，得h（x）＜0，从而证得结论；
证明：（Ⅰ）（证法一）：
记g（x）=lnx+-1-（x-1），则当x＞1时，g′（x）=+-＜0，
又g（1）=0，有g（x）＜0，即f（x）＜（ x-1）；…4′
（证法二）由均值不等式，当x＞1时，2＜x+1，故＜+．①
令k（x）=lnx-x+1，则k（1）=0，k′（x）=-1＜0，故k（x）＜0，即lnx＜x-1②
由①②得当x＞1时，f（x）＜（ x-1）；
（Ⅱ）记h（x）=f（x）-，由（Ⅰ）得，
h′（x）=+-
=-
＜-
=，
令g（x）=（x+5）3-216x，则当1＜x＜3时，g′（x）=3（x+5）2-216＜0，
∴g（x）在（1，3）内是递减函数，又由g（1）=0，得g（x）＜0，
∴h′（x）＜0，…10′
因此，h（x）在（1，3）内是递减函数，又由h（1）=0，得h（x）＜0，
于是，当1＜x＜3时，f（x）＜…12′