已知f(x)是定义在(0,+∞)上的可导函数,满足f(x)>0,且f(x)+f′(x)<0.
(1) 讨论函数F(x)=exf(x)的单调性;
(2)设0<x<1,比较xf(x)与1xf(1x)的大小.
分析与解 (1)F′(x)=ex[f(x)+f′(x)]<0,所以F(x)在(0,+∞)上单调递减;
(2)将比较的两个函数作商有xf(x)1xf(1x)=x2⋅f(x)f(1x)=x2⋅e1xex⋅exf(x)e1xf(1x).因为x<1x,所以exf(x)>e1xf(1x).
接下来试图证明当0<x<1时,x2⋅e1x−x>1.
x2⋅e1x−x>1⇐2lnx+1x−x>0.记g(x)=2lnx+1x−x,则g′(x)=2x−1x2−1=−(x−1)2x2<0,所以g(x)是单调递减函数.
所以当0<x<1时,g(x)>g(1)=0.
综上所述,xf(x)1xf(1x)>1,也即xf(x)>1xf(x).