设函数f(x)=lnx-ax+1,其中a为常数.

设函数f(x)=lnx-ax+1,其中a为常数.
(1)求函数f(x)的单调区间.
(2)求证:[ln222+
ln3
32
+…+
lnn
n2
2n2−n−1
4(n+1)
(n∈N,n≥2)
ncoo 1年前 已收到1个回答 举报

陈霖 幼苗

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解题思路:(1)因为f(x)=lnx-ax+1的定义域为(0,+∞),f′(x)=
1
x
−a=
1−ax
x],再结合a的符号,由导数的性质求函数的单调区间.
(2)当a=1,x=1时,f(x)=lnx-x+1取得最大值f(1)=0,所以当x>0时,lnx-x+1≤0,即当x>0时,lnx≤x-1.由此入手能够证明
ln2
22
+
ln3
32
+…+
lnn
n2
2n2−n−1
4(n+1)
(n∈N,n≥2)

(1)因为f(x)=lnx-ax+1的定义域为(0,+∞),f′(x)=
1/x−a=
1−ax
x],
①当a≤0时,f'(x)>0,所以f(x)的单调递增区间是(0,+∞).
②当a>0时,令f'(x)>0,解得0<x<
1
a;令f'(x)<0,解得x>
1
a.
故当a>0时,f(x)的单调递增区间是(0,
1
a),单调递减区间是(
1
a,+∞).
(2)当a=1时,由(1)知,当x=1时,f(x)=lnx-x+1取得最大值f(1)=0,
所以当x>0时,lnx-x+1≤0,即当x>0时,lnx≤x-1.
因为n∈N,n≥2,所以lnn2≤n2-1,所以
lnn2
n2≤
n2−1
n2=1−
1
n2,即[lnn
n2≤
1/2(1−
1
n2),
所以
ln2
22+
ln3
32++
lnn
n2≤
1
2[(1−
1
22)+(1−
1
32)++(1−
1
n2)]=
1
2[(n−1)−(
1
22+
1
32++
1
n2)]<
1
2[(n−1)−(
1
2×3+
1
3×4++
1
n(n+1))]=

点评:
本题考点: 不等式的证明;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查不等式的证明,解题时要认真审题,仔细解答,注意公式的灵活运用.

1年前

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