已知函数f(x)=alnx-ax-3(a∈R,a≠0).

已知函数f(x)=alnx-ax-3(a∈R,a≠0).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)求证:[ln2/2×
ln3
3
×
ln4
4
×…
lnn
n
1
n
(n≥2,n∈N*)
奇迹海 1年前 已收到1个回答 举报

轩辕剑 幼苗

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解题思路:(I)利用导数求函数的单调区间的步骤是①求导函数f′(x);②解f′(x)>0(或<0);③得到函数的增区间(或减区间),在求单调区间时要注意函数的定义域以及对参数a的讨论情况;
(II)判断lnx<x-1对一切x∈(1,+∞)成立,进而可得证[lnn/n<
n−1
n](n≥2,n∈N*),即可证得结论.

(Ⅰ)由于f′(x)=
a(1−x)
x(x>0),…(2分)
①当a>0时,易知,当0<x<1时,f'(x)>0,当x>1时,f'(x)<0;
所以f(x)的单调递增区间为(0,1),递减区间为(1,+∞);…(4分)
②当a<0时,同理可知f(x)的单调递减区间为(0,1),递增区间为(1,+∞);…(6分)
(Ⅱ)要证
ln2

ln3

ln4
4×…
lnn
n<
1
n(n≥2,n∈N*)成立;
只须证
lnn
n<
n−1
n](n≥2,n∈N*,)
即证lnn<n-1(n≥2,n∈N*,)
下面证明此式.
证明:令a=1此时f(x)=lnx-x-3,所以f(1)=-4,
由(I)知f(x)=lnx-x-3在(1,+∞)上单调递减,
∴当x∈[1,+∞)时f(x)<f(1),即lnx-x+1<0,
∴lnx<x-1对一切x∈(1,+∞)成立,(12分)
∵n≥2,n∈N*,则有0<lnn<n-1,
故结论成立.

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: 本题考查利用函数的导数来求函数的单调区间,考查函数单调性的性质,构造函数求解证明不等式问题,属于难题.

1年前

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