解题思路:(Ⅰ)利用导数来讨论函数的单调性即可,具体的步骤是:
(1)确定f(x)的定义域;
(2)求导数fˊ(x);
(3)在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0;
(4)确定函数的单调区间.若在函数式中含字母系数,往往要分类讨论.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a=
1
2]时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;则函数f(x)在(1,+∞)上单调递减;lnx-[1/2]x
+
1
2x
-1<-1,进行变形可得[1/xlnx
>
2
x
2
−1
=
1
x−1
−
1
x+1],令x=2,3,…,n.不所得的各式相加即可证明结论.
(Ⅰ)因为 f(x)=lnx−ax+
1−a
x−1,
所以 f′(x)=
1
x−a+
a−1
x2]=−
ax2−x+1−a
x2x∈(0,+∞),
令g(x)=ax2-x+1-a,x∈(0,+∞),
由f′(x)=0,
即a×2-x+1=0,解得x1=1,x2=[a−1/a].
①当a=[1/2]时,x1=x2,g(x)≥0恒成立,
此时f(x)≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
②当[1/2]<a<1时,
x∈(0,[a−1/a])时,g(x)>0,此时f′(x)<0,函数f(x)单调递减,
x∈([a−1/a],1)时,g(x)<0,此时f′(x)>0,函数f(x)单调递增,
x∈(1,+∞)时,g(x)>0,此时f(x)<0,函数f(x)单调递减;
③当a=1时,
x∈(0,1)时,g(x)<0,此时f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
x∈(1,+∞)时,g(x)>0此时函数f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
④当a>1时,x∈(0,1)时,g(x)<0,此时f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
x∈(1,+∞)时,g(x)>0此时函数f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a=[1/2]时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
则函数f(x)在(1,+∞)上单调递减;
∴f(x)<f(1)=ln1-[1/2]+
1
2-1=-1,
即lnx-[1/2]x+
1
2x-1<-1,
即lnx<
x2−1
2x,即[1/xlnx>
2
x2−1=
1
x−1−
1
x+1],
令x=2,3,…,n.得
[1/2ln2> 1−
1
3],
[1/3ln3>
1
2−
1
4],[1/4ln4>
1
3−
1
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;综合法与分析法(选修).
考点点评: 此题是个难题.本题主要考查导数的概念、利用导数研究函数的单调性、利用函数的单调性证明不等式和利用导数研究函数性质的能力,考查分类讨论思想、数形结合思想和等价变换思想.
1年前
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