解题思路:(1)求导数,利用g(x)=(x-l)2f′(x)在(1,+∞)是增函数,g′(x)=
a(x−1)
x
≥0,尽快求实数a的取值范围;
(2)设g(b)=0,则b∈(3,4),再确定x=b时,f(x)min=f(b)=
b(1+lnb)
b−1
,即可求满足条件的正整数n的最大值;
(3)先证明ln[1+(2n-1)(2n+1)]>2-[3/2]([1/2n−1]-[1/2n+1]),n取1,2,…,n再相加可得结论.
(1)f′(x)=[ax−alnx−a−1
(x−1)2,
∴g(x)=ax-alnx-a-1,
由g′(x)=
a(x−1)/x]≥0,得a≥0,又a=0时,g(x)=-1,函数不具有单调性,
∴a>0;
(2)a=1时,g(x)=x-lnx-2,g(3)=3-ln3-2<0,g(4)=4-ln4-2>0,
设g(b)=0,则b∈(3,4),
∴x∈(1,b)时,g(x)<0,x∈(b,+∞)时,g(x)>0,
∴x∈(1,b)时,f′(x)<0,x∈(b,+∞)时,f′(x)>0,
∴x=b时,f(x)min=f(b)=
b(1+lnb)
b−1,
∵g(b)=0,
∴b=lnb-2=0,即lnb=b-2,
∴f(b)=b∈(3,4),
∴n≤3,
∴满足条件的正整数n的最大值为3;
(3)证明:由(2)知a=1时,f(x)>3恒成立,即
x(1+lnx)
x−1>3,
∴lnx>2-[3/x](x>1),
令x=1+(2n-1)(2n+1),则
ln[1+(2n-1)(2n+1)]>2-[3/2]([1/2n−1]-[1/2n+1]),
n取1,2,…,n再相加可得:ln{(1+1×3)×(1+3×5)×…×[1+(2n-l)(2n+l)]}>2n-[3/2],
∴(1+1×3)×(1+3×5)×…×[1+(2n-l)(2n+l)]>e 2n−
3
2.
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;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综合运用,考查函数的单调性与最值,考查不等式的证明,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.