已知函数f(x)=ax+lnx−1(a是常数),

已知函数f(x)=
a
x
+lnx−1
(a是常数),
(Ⅰ)讨论f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当a=1时,方程f(x)=m在x∈[
1
e
,e]
上有两解,求m的取值范围;(e≈2.71828)
(Ⅲ)求证:ln[n/n−1]>[1/n](n>1,且n∈N*
紫扬0628 1年前 已收到1个回答 举报

阿慧617 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)对函数求导可得,f(x)=
x−a
x2
,要判断函数的单调性,只要判断导数的符号,从而分当a≤0时,当a>0两种情况考虑
(II)a=1时,f(x)=
x−1
x2
,x∈[
1
e
,e]
,利用导数知识可求f(x)min=f(1)=0,f([1/e])=e-2,>f(e)=[1/e],结合函数的图象可求m的范围
(III) 由(II)知f(x)=[1−x/x+lnx在[1,+∞)上为增函数,且n>1时,令x=
n
n−1],则x>1,故f(x)>f(1)=0,代入可证

(Ⅰ)对函数求导可得,f′(x)=
x−a
x2
当a≤0时,在定义域(0,+∞)上,f′(x)>0恒成立,即f(x)单调增区间为 (0,+∞);
当a>0时,在区间(0,a)上,f′(x)<0,即f(x)单调减区间为 (0,a);
在(a,+∞)上,,f′(x)>0,即f(x)单调增区间为 (a,+∞).
(II)a=1时,f′(x)=
x−1
x2,x∈[
1
e,e]
当x∈[
1
e,1)时,f′(x)<0
当x∈(1,e]时,f′(x)>0
∴x=1是函数f(x)在[
1
e,e]上唯一的极小值即为最小值
∴f(x)min=f(1)=0
∵f([1/e])=e-2,f(e)=[1/e],而f([1/e])-f(e)=e−2−
1
e=
e(e−2)−1
e>0
综上可得,当a=1时,方程f(x)=m在x∈[
1
e,e]上有两解,m的范围为0<m≤
1
e
(III)证明:若a=1,由(II)知f(x)=[1−x/x+lnx在[1,+∞)上为增函数
当n>1时,令x=
n
n−1],则x>1,故f(x)>f(1)=0
即f([n/n−1])=
1−
n
n−1

n
n−1+ln
n
n−1=ln
n
n−1−
1
n>0
∴ln
n
n−1>
1
n

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题主要考查了利用函数的导数判断函数的单调性、求解函数的极值、最值,及利用函数的单调性、最值证明不等式,证明(III)的关键是构造函数,利用单调性

1年前

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