已知函数f(x)=lnx−ax+ax2(a∈R).

1个回答

  • 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.