(2012•张掖模拟)已知函数f(x)=[1/2]x2+(ae-4)x+2lnx,g(x)=ax(2-lnx)(其中e为

(2012•张掖模拟)已知函数f(x)=[1/2]x2+(ae-4)x+2lnx,g(x)=ax(2-lnx)(其中e为自然对数的底数,常数a≠0).
(1)若对任意x>0,g(x)≤1恒成立,求正实数a的取值范围;
(2)在(1)的条件下,当a取最大值时,试讨论函数f(x)在区间[[1/e],e]上的单调性;
(3)求证:对任意的n∈N*,不等式ln
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1
12
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yin龙 1年前 已收到1个回答 举报

SEEUSEE 幼苗

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解题思路:(1)由题意,ax(2-lnx)≤1对任意x>0恒成立,即x(2-lnx)≤
1
a]对任意x>0恒成立,确定左边的最大值,即可求得正实数a的取值范围;
(2)求导函数,令导数的正负,即可得到函数的单调性;
(3)先证明x2-6x+8≥-4lnx+4ln2,从而k2-6k+8≥-4lnk+4ln2,对任意k∈N+成立,叠加,即可证得结论.

(1)由题意,ax(2-lnx)≤1对任意x>0恒成立,即x(2-lnx)≤
1
a]对任意x>0恒成立
令h(x)=x(2-lnx),则h′(x)=1-lnx>0 得0<x<e
故h(x)在区间(0,e)上单调递增,在区间(e,+∞)上单调递减,-----------------------(2分)
∴h(x)max=h(e)=e,∴e≤[1/a],∴0<a≤[1/e].
故所求正实数a的取值范围是(0,[1/e]].---------(1分)
(2)由(1)知a=[1/e],此时f(x)=[1/2]x2-3x+2lnx,f′(x)=
x2−3x+2
x>0得x<1或x>2,
故f(x)在区间([1/e],1),(2,e)上单调递增,在区间(1,2)上单调递减.----------(3分)
(3)证明:由(2)知f(x)在区间(1,2)上单调递减,在区间(2,+∞)上单调递增,
故当x≥1时,[1/2]x2-3x+2lnx≥2ln2-4,即x2-6x+8≥-4lnx+4ln2.
从而k2-6k+8≥-4lnk+4ln2,对任意k∈N+成立.----------------------------(2分)
于是
n

k=1(k2-6k+8)≥
n

k=1(-4lnk+4ln2),

n(n+1)(2n+1)
6−
6n(n+1)
2+8n>-4lnn!+8n>-4lnn!+4nln2

2n3−15n2−17n
6+8n>4ln
2n
n!.
即ln
2n
n!<
1
12n3-[5/8]n2+[31/24n成立-------------(4分)

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;函数单调性的性质;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查恒成立问题,考查不等式的证明,正确求导,确定函数的单调性是关键.

1年前

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