若函数f(x)=[1−x/ax+ℓnx在[1,+∞)上为增函数.

若函数f(x)=[1−x/ax+nx
佳鑫_dd 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(Ⅰ)先求函数f(x)的导数,因为函数f(x)=[1−x/ax+nx在[1,+∞)上为增函数,所以在[1,+∞)上导数大于等于0恒成立,就可根据x的范围求出a的范围.
(Ⅱ)因为f(x)=
1−x
ax
+nx
在[1,+∞)上为增函数,所以n≥2时:f(
n
n−1])>f(1),因为f(1)=0,所以,n≥2时:f([n/n−1])>0,就可得到[1/n
<ln
n
n−1],进而证明[1/2
+
1
3
+
1
4
+…+
1
n
<ln
2
1
+ln
3
2
+…+ln
n
n−1
=1nn
成立,再利用导数判断y=lnx-x在[1,+∞)上为减函数,就可得到n≥2时,ln
n
n−1]<[n/n−1]=1+[n/n−1](n≥2),
进而证明lnn<n+
1
2
+
1
3
+…+
1
n−1

(Ⅰ)由已知:f'(x)=[ax−1
ax2(a>0)
依题意得:
ax−1
ax2≥0对x∈[1,+∞)恒成立
∴ax-1≥0对x∈[1,+∞)恒成立
∴a-1≥0即:a≥1
(Ⅱ)∵a=1
∴f(x)=
1−x/x+lnx,
∵f(x)在[1,+∞)上为增函数,
∴n≥2时:f(
n
n−1])=
1−
n
n−1

n
n−1+ln
n
n−1=ln
n
n−1−
1
n>f(1)=0
即:[1/n<ln
n
n−1]
∴[1/2+
1
3+
1
4+…+
1
n<ln
2
1+ln
3
2+…+ln
n
n−1=lnn
设g(x)=lnx-xx∈[1,+∞),
则g′(x)=
1
x−1≤0对x∈[1,+∞)恒成立,
∴g(x)在[1+∞)为减函数,∵
n
n−1]>1
∴n≥2时:g([n/n−1])=ln[n/n−1]-[n/n−1]<g(1)=-1<0
即:ln[n/n−1]<[n/n−1]=1+[1/n−1](n≥2)
∴lnn=ln
2
1+ln
3
2+ln
4
3+…+ln
n
n−1<(1+
1
n−1)+(1+
1
n−2)+…+(1+
1
1)=n+
1
2+

点评:
本题考点: 函数的单调性与导数的关系;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题主要考查了利用导数判断函数的单调性,以及借助函数的单调性证明不等式成立,属于导数的应用.

1年前

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