题目
[题目]证明:当 gt 0 时 sqrt (1+x)ln (1+x)lt x.

题目解答
答案

解析
步骤 1:定义函数
定义函数 $f(x)=\sqrt {1+x}\ln (1+x)-x$,其中 $x\gt 0$。
步骤 2:求导
求 $f(x)$ 的导数 $f'(x)$,得到 $f'(x)=\dfrac {\ln (1+x)}{2\sqrt {1+x}}+\dfrac {\sqrt {1+x}}{1+x}-1$。
步骤 3:定义辅助函数
定义辅助函数 $g(x)=\ln (1+x)-2\sqrt {1+x}+2$,并求其导数 $g'(x)$,得到 $g'(x)=\dfrac {1}{1+x}-\dfrac {1}{\sqrt {1+x}}$。
步骤 4:分析辅助函数的单调性
分析 $g'(x)$ 的符号,得到 $g'(x)\lt 0$,因此 $g(x)$ 在区间 $(0,+\infty )$ 上是单调递减函数。
步骤 5:分析原函数的单调性
由于 $g(x)\lt g(0)=0$,因此 $f'(x)\lt 0$,所以 $f(x)$ 在区间 $(0,+\infty )$ 上是单调递减函数。
步骤 6:得出结论
由于 $f(x)\lt f(0)=0$,因此 $\sqrt {1+x}\ln (1+x)-x\lt 0$,即 $\sqrt {1+x}\ln (1+x)\lt x$。
定义函数 $f(x)=\sqrt {1+x}\ln (1+x)-x$,其中 $x\gt 0$。
步骤 2:求导
求 $f(x)$ 的导数 $f'(x)$,得到 $f'(x)=\dfrac {\ln (1+x)}{2\sqrt {1+x}}+\dfrac {\sqrt {1+x}}{1+x}-1$。
步骤 3:定义辅助函数
定义辅助函数 $g(x)=\ln (1+x)-2\sqrt {1+x}+2$,并求其导数 $g'(x)$,得到 $g'(x)=\dfrac {1}{1+x}-\dfrac {1}{\sqrt {1+x}}$。
步骤 4:分析辅助函数的单调性
分析 $g'(x)$ 的符号,得到 $g'(x)\lt 0$,因此 $g(x)$ 在区间 $(0,+\infty )$ 上是单调递减函数。
步骤 5:分析原函数的单调性
由于 $g(x)\lt g(0)=0$,因此 $f'(x)\lt 0$,所以 $f(x)$ 在区间 $(0,+\infty )$ 上是单调递减函数。
步骤 6:得出结论
由于 $f(x)\lt f(0)=0$,因此 $\sqrt {1+x}\ln (1+x)-x\lt 0$,即 $\sqrt {1+x}\ln (1+x)\lt x$。