(2012•丰台区二模)已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax+bx,两函数图象的交点在x轴上,且在该点处切线相同.

(2012•丰台区二模)已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax+
b
x
,两函数图象的交点在x轴上,且在该点处切线相同.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)求证:当x>1时,f(x)<g(x)成立;
(Ⅲ)证明:1+
1
2
+
1
3
+…+
1
n
>ln(n+1)
(n∈N*).
无病无灾 1年前 已收到1个回答 举报

趴趴熊1981 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)利用f(x)与g(x)的图象在x轴上有公共点(1,0),可得一等式,再利用在该点处切线相同,可得另一等式,由此可求a,b的值;
(Ⅱ)构造函数F(x)=f(x)−g(x)=lnx−(
1
2
x−
1
2x
)
,求导数,确定F(x)在x>1时单调递减,即可证得结论;
(Ⅲ)由(Ⅱ)得,[1/2(x−
1
x
)>lnx(x>1),令x=
k+1
k],可得ln(k+1)−lnk<
1
2
(
1
k
+
1
k+1
)
,k=1,2,3…,n,将上述n个不等式依次相加,即可证得结论.

(Ⅰ)因为f(x)与g(x)的图象在x轴上有公共点(1,0),所以g(1)=0,即a+b=0.
又因为f′(x)=
1
x,g′(x)=a−
b
x2,
由题意f'(1)=g'(1)=1,所以a-b=1
所以a=
1
2,b=−
1
2.…(4分)
(Ⅱ)证明:设F(x)=f(x)−g(x)=lnx−(
1
2x−
1
2x),则F′(x)=
1
x−
1
2−
1
2x2=−
1
2(
1
x−1)2<0.
所以F(x)在x>1时单调递减.
由F(1)=0可得当x>1时,F(x)<0,即f(x)<g(x).…(9分)
(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)得,[1/2(x−
1
x)>lnx(x>1).
令x=
k+1
k],则ln
k+1
k<
1
2(
k+1
k−
k
k+1)=
1
2[(1+
1
k)−(1−
1
k+1)]=
1
2(
1
k+
1
k+1),
所以ln(k+1)−lnk<
1
2(
1
k+
1
k+1),k=1,2,3…,n.
将上述n个不等式依次相加得 ln(n+1)<
1
2+(
1
2+
1
3+…+
1
n)+
1
2(n+1),
所以1+
1
2+
1
3+…+
1
n>ln(n+1)+
n
2(n+1)

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查不等式的证明,解题的关键是构建新函数,确定函数的单调性,属于中档题.

1年前

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