解题思路:(1)求出函数的导数,判断导数的正负,得到函数有极小值0,无极大值.
(2)由条件可知f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,得到a的范围.
(3)当a=1时,由(2)知,f(x)在[1,+∞)内为单调增函数,即x>1时,f(x)>f(1)=0,即
lnx>
1
x
−
1
x
2
(x>1)
,就可以得到结论.
f′(x)=
1
x+
a
x2−
2a
x3=
x2+ax−2a
x3(x>0)
(1)若a=1,f′(x)=
x2+x−2
x3,令f′(x)=0,得x=1或x=-2(负值舍去)
当0<x<1时,f′(x)<0;当x>1时,f′(x)>0
∴f(x)的极小值为f(1)=0,无极大值.
(2)∵f(x)在[1,+∞)内为单调增函数
∴f′(x)=
x2+ax−2a
x3≥0在[1,+∞)上恒成立
即x2+ax-2a≥0在[1,+∞)上恒成立
令g(x)=x2+ax-2a
当−
a
2≤1即a≥-2时,g(1)≥0,得a≤1,∴-2≤a≤1
当−
a
2>1即a<-2时,g(−
a
2)≥0,得-8≤a≤0,∴-8≤a<-2
综上a的取值范围是[-8,1]
(3)当a=1时,由(2)知,f(x)在[1,+∞)内为单调增函数
即x>1时,f(x)>f(1)=0
即lnx>
1
x−
1
x2(x>1)
取x=
n+1
n(n∈N*)
∵[n+1/n>1
∴ln
n+1
n>
n
n+1−
n2
(n+1)2=
n
(n+1)2]
∴
n
i=1
i
(i+1)2<ln
2
1+ln
3
2+…+ln
n+1
n=ln(n+1)
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件.
考点点评: 本题主要考查了利用导数求函数的极值、函数单调性与导数之间关系的应用、数列与不等式的综合应用,用到了分类讨论、等价转化的数学思想和方法.