(1)已知函数f(x)=ex-1-tx,∃x0∈R,使f(x0)≤0,求实数t的取值范围;

(1)已知函数f(x)=ex-1-tx,∃x0∈R,使f(x0)≤0,求实数t的取值范围;
(2)证明:[b−a/b]<ln[b/a]<[b−a/a],其中0<a<b;
(3)设[x]表示不超过x的最大整数,证明:[ln(1+n)]≤[1+[1/2]+…+[1/n]]≤1+[lnn](n∈N*
a63870651 1年前 已收到1个回答 举报

莲安 幼苗

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解题思路:(1)对t分类讨论,利用导数研究函数的单调性极值与最小值即可得出;
(2)由(1),知f(x)≥f(lnt+1),即ex-1-tx≥-tlnt.取t=1,ex-1-x≥0,即x≤ex-1
当x>0时,lnx≤x-1,当且仅当x=1时,等号成立.故当x>0且x≠1时,有lnx<x-1.令x=[b/a],即可证明.
(3)由(2),得得[b−a/b]<ln[b/a]<[b−a/a].
令a=k,b=k+1(k∈N*),得[1/k+1]<ln[k+1/k]<[1/k].
对k取值,利用“累加求和”及其[x]的定义即可得出.

(1)若t<0,令x=[1/t],则f([1/t])=e
1
t-1-1<0;
若t=0,f (x)=ex-1>0,不合题意;
若t>0,只需f(x)min≤0.求导数,得f′(x)=ex-1-t.
令f′(x)=0,解得x=lnt+1.
当x<lnt+1时,f′(x)<0,∴f(x)在(-∞,lnt+1)上是减函数;
当x>lnt+1时,f′(x)>0,∴f(x)在(lnt+1,+∞)上是增函数.
故f(x)在x=lnt+1处取得最小值f(lnt+1)=t-t(lnt+1)=-tlnt.
∴-tlnt≤0,由t>0,得lnt≥0,∴t≥1.
综上可知,实数t的取值范围为(-∞,0)∪[1,+∞).…(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ),知f(x)≥f(lnt+1),即ex-1-tx≥-tlnt.
取t=1,ex-1-x≥0,即x≤ex-1
当x>0时,lnx≤x-1,当且仅当x=1时,等号成立,
故当x>0且x≠1时,有lnx<x-1.
令x=[b/a],得ln[b/a]<[b/a]-1(0<a<b),即ln[b/a]<[b−a/a].
令x=[a/b],得ln[a/b]<[a/b]-1(0<a<b),即-ln[b/a]<[a−b/b],亦即ln[b/a]>[b−a/b].
综上,得[b−a/b]<ln[b/a]<[b−a/a].…(9分)
(Ⅲ)由(Ⅱ),得[b−a/b]<ln[b/a]<[b−a/a].
令a=k,b=k+1(k∈N*),得[1/k+1]<ln[k+1/k]<[1/k].
对于ln[k+1/k]<[1/k],分别取k=1,2,…,n,
将上述n个不等式依次相加,得
ln[2/1]+ln[3/2]+…+ln[n+1/n]<1+[1/2]+…+[1/n],
∴ln(1+n)<1+[1/2]+…+[1/n].①
对于[1/k+1]<ln[k+1/k],分别取k=1,2,…,n-1,
将上述n-1个不等式依次相加,得
[1/2]+[1/3]+…+[1/n]<ln[2/1]+ln[3/2]+…+ln[n/n−1],即[1/2]+[1/3]+…+[1/n]<lnn(n≥2),
∴1+[1/2]+…+[1/n]≤1+lnn(n∈N*).②
综合①②,得ln(1+n)<1+[1/2]+…+[1/n]≤1+lnn.
易知,当p<q时,[p]≤[q],
∴[ln(1+n)]≤[1+[1/2]+…+[1/n]]≤[1+lnn](n∈N*).
又∵[1+lnn]=1+[lnn],
∴[ln(1+n)]≤[1+[1/2]+…+[1/n]]≤1+[lnn](n∈N*).…(14分)

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值、[x]的性质,考查了分类讨论的思想方法,考查了利用导数研究函数的单调性并证明不等式,考查了利用已经证明的结论证明新问题,考查了推理能力和计算能力,属于难题.

1年前

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