只需证当0<x≤2时,x--ln x>,
令g(x)=x-ln x,h(x)=+,
由g′(x)=1-=0,得x=1,
易知g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,2]上单调递增,
故当0<x≤2时,g(x)min=g(1)=1.
h′(x)=,当0<x≤2时,h′(x)>0,所以h(x)在(0,2]上单调递增,
故当0<x≤2时,h(x)max=h(2)=<1,
即h(x)max<g(x)min,
故当0<x≤2时,h(x)<g(x),即当0<x≤2时,f(x)>x.
4.(2019·武汉武昌调研)已知函数f(x)=ln x+,a∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)当a>0时,证明f(x)≥.
解:(1)f′(x)=-=(x>0).
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当a>0时,若x>a,则f′(x)>0,函数f(x)在(a,+∞)上单调递增.
若0<x<a,则f′(x)<0,函数f(x)在(0,a)上单调递减.
(2)证明:由(1)知,当a>0时,f(x)min=f(a)=ln a+1.
要证f(x)≥,只需证ln a+1≥,
即证ln a+-1≥0.
令函数g(a)=ln a+-1,则g′(a)=-=(a>0),
当0<a<1时,g′(a)<0,当a>1时,g′(a)>0,
所以g(a)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以g(a)min=g(1)=0.
所以ln a+-1≥0恒成立,