求解函数 a^x + (a+1)^x 在 (0, +∞) 上单调递增的 a 的取值范围
首先可以知道,当 a=0 时,a^x+(a+1)^x=1+(1+x)>1,不符合函数单调递增的条件,因此 a>0。
接下来考虑函数的导数:
f'(x) = a^x ln a + (a+1)^x ln(a+1)
由于函数单调递增,所以 f'(x)>0,即:
a^x ln a + (a+1)^x ln(a+1) > 0
移项得:
(a+1)^x ln(a+1) > -a^x ln a
注意到 a>0,所以可以将式子两边取对数:
x ln(a+1) > x ln(-a) - ln a
再移项化简:
ln(a+1) > ln(a^x/(a+1)^x + 1)
将 ln(a+1) 和 ln(a^x/(a+1)^x + 1) 分别作为函数的图像,可以发现它们的交点是在 x=0 处,且 ln(a+1) 的斜率大于 ln(a^x/(a+1)^x + 1) 的斜率。因为函数单调递增,所以只需要让交点右侧的部分满足条件即可。
因此,可以得到:
ln(a+1) > ln(a/(a+1) + 1)
化简得:
a+1 > a/(a+1) + 1
解得:
a > (√5-1)/2
所以 a 的取值范围是:a > (√5-1)/2。
原文地址: https://www.cveoy.top/t/topic/ouMH 著作权归作者所有。请勿转载和采集!