已知函数f(x)=ln(1+x)-x,g(x)=xlnx.(Ⅰ)求函数f(x)的最大值;(Ⅱ)设0<a<b,证明0<g(a

已知函数f(x)=ln(1+x)-x,g(x)=xlnx.(Ⅰ)求函数f(x)的最大值;(Ⅱ)设0<a<b,证明0<g(a)+g(b)-2g( a+b 2 )<(b-a)ln2.

(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-1,+∞).
f′(x)=
1
1+x
-1
.令f′(x)=0,解得x=0.
当-1<x<0时,f′(x)>0,当x>0时,f′(x)<0.又f(0)=0,
故当且仅当x=0时,f(x)取得最大值,最大值为0.
(Ⅱ)证明: g(a)+g(b)-2g(
a+b
2
)=alna+blnb-(a+b)ln
a+b
2

= aln
2a
a+b
+bln
2b
a+b

由(Ⅰ)结论知ln(1+x)-x<0(x>-1,且x≠0),
由题设 0<a<b,得
b-a
2a
>0,-1<
a-b
2b
<0

因此 ln
2b
a+b
=-ln(1+
b-a
2a
)>-
b-a
2a

ln
2b
a+b
=-ln(1+
a-b
2b
)>-
a-b
2b

所以 aln
2a
a+b
+bln
2b
a+b
>-
b-a
2
-
a-b
2
=0

2a
a+b
a+b
2b

aln
2a
a+b
+bln
2b
a+b
aln
a+b
2b
+bln
2b
a+b
.=(b-a)ln
2b
a+b
<(b-a)ln2
综上 0<g(a)+g(b)-2g(
a+b
2
)<(b-a)ln2
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