证明:设f(x)=tanx-x,x∈(0,).
∴f′(x)==tan2x>0.
∴f(x)在(0,)上为增函数.
又∵f′(0)=0且f(0)=0,
∴当x∈(0,)时,f(x)>f(0)恒成立,即tanx-x>0.
∴tanx>x.
【例4】(2006高考全国Ⅱ,理20)设函数f(x)=(x+1)ln(x+1),若对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立,求实数a的取值范围.
思路分析:依据f(x)≥ax,可以设出一新函数g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,再求出其单调区间,然后利用其单调区间内函数的单调性讨论实数a的取值范围.
解法一:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,
对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a,
令g′(x)=0,解得x=ea-1-1,
(i)当a≤1时,对所有x>0,g′(x)>0,所以g(x)在[0,+∞)上是增函数,
又g(0)=0,所以对所有x≥0,都有g(x)≥g(0),
即当a≤1时,对于所有x≥0,都有f(x)≥ax.
(ii)当a>1时,对于0<x<ea-1-1,g′(x)<0,所以g(x)在(0,ea-1-1)是减函数,又g(0)=0,所以对0<x<ea-1-1,都有g(x)<g(0),
即当a>1时,不是对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立.
综上,a的取值范围是(-∞,1].
解法二:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,
于是不等式f(x)≥ax成立即为g(x)≥g(0)成立.
对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a,
令g′(x)=0,解得x=ea-1-1,
当x>ea-1-1时,g′(x)>0,g(x)为增函数,
当-1<x<ea-1-1,g′(x)<0,g(x)为减函数,
所以对所有x≥0都有g(x)≥g(0)成立的充要条件为ea-1-1≤0.
由此得a≤1,即a的取值范围是(-∞,1].
【例5】(2007陕西高考,理11) f(x)是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf′(x)+f(x)≤0,对任意正数a、b,若a<b,则必有( )
A.af(b)≤bf(a) B.bf(a)≤af(b)
C.af(a)≤f(b) D.bf(b)≤f(a)
思路分析:本题运用了三个知识点:(1)复合函数的求导法则;(2)导函数的正负对原函数单调性的影响;(3)不等式的传递性.
∵xf′(x)+f(x)≤0,∴f′(x)≤≤0.
∴f(x)单调递减.
∴,