设函数f(x)=(x+1)ln(x+1)-ax在x=0处取得极值.

设函数f(x)=(x+1)ln(x+1)-ax在x=0处取得极值.
(1)求a的值及函数f(x)的单调区间;
(2)证明对任意的正整数n,不等式nlnn≥(n-1)ln(n+1).
kisetsu 1年前 已收到1个回答 举报

世事未央1 幼苗

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解题思路:(1)由f(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,知f'(x)=ln(x+1)+1-a,由f(x)在x=0处取得极值,知f'(0)=0,由此能求出a的值及函数f(x)的单调区间.
(2)当n=1时,左边=0,右边=0,0≥0成立;当n=2时,左边=2ln2=ln4,右边=ln3,ln4≥ln3成立;当n≥3时,原不等式等价于[lnn/n−1≥
ln(n+1)
n],由此能够证明对任意的正整数n,不等式nlnn≥(n-1)ln(n+1)都成立.

(1)∵f(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,
∴f'(x)=ln(x+1)+1-a,
∵f(x)在x=0处取得极值,
∴f'(0)=0,∴a=1,
故f'(x)=ln(x+1),
当x+1>1,即x>0时,f'(x)>0,
当0<x+1<1,即-1<x<0时,f'(x)<0,
∴f(x)的增区间为(0,+∞),减区间为(-1,0).
(2)证明:当n=1时,左边=0,右边=0,0≥0成立;
当n=2时,左边=2ln2=ln4,右边=ln3,ln4≥ln3成立;
当n≥3时,原不等式等价于[lnn/n−1≥
ln(n+1)
n],
令g(x)=[lnx/x−1],(x≥3),
则g(x)=

x−1
x−lnx
(x−1)2,
当x≥3时,[x−1/x<1,lnx>1,

x−1
x−lnx<0,
从而g(x)<0,∴g(x)递减,
所以,当n-1>n≥3时,
有g(n-1)<g(n),

ln(n+1)
n<
lnn
n−1],
综上所述:对任意的正整数n,不等式nlnn≥(n-1)ln(n+1)都成立.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数单调性的性质.

考点点评: 本题考查函数的单调区间的求法,考查不等式恒成立的证明.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.

1年前

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