在07年考研数学一中,第20题如下:
题目: 设函数 \( f(x) = \frac{1}{x} + \ln(x+1) \) 在区间 \([0, +\infty)\) 上连续,求函数 \( f(x) \) 的最小值。
解答: 首先,由于 \( f(x) \) 在 \([0, +\infty)\) 上连续,我们可以考虑对其求导以寻找可能的极值点。对 \( f(x) \) 求导得:
\[ f'(x) = -\frac{1}{x^2} + \frac{1}{x+1} \]
令 \( f'(x) = 0 \),解得 \( x = 1 \)。接下来,我们需要检查 \( x = 1 \) 是否为极小值点。由于 \( f''(x) = \frac{2}{x^3} - \frac{1}{(x+1)^2} \),在 \( x = 1 \) 处 \( f''(1) = \frac{1}{2} - \frac{1}{4} = \frac{1}{4} > 0 \),因此 \( x = 1 \) 是一个极小值点。
最后,计算 \( f(1) \) 的值:
\[ f(1) = \frac{1}{1} + \ln(1+1) = 1 + \ln(2) \]
因此,函数 \( f(x) \) 在区间 \([0, +\infty)\) 上的最小值为 \( 1 + \ln(2) \)。
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