(2014•南昌模拟)已知f(x)=x-[a/x](a>0),g(x)=2lnx+bx,且直线y=2x-2与曲线y=g(

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  • 解题思路:(Ⅰ)设出切点坐标,求出函数在切点处的导数,把切点横坐标分别代入曲线和直线方程,由纵坐标相等得一关系式,再由切点处的导数等于切线的斜率得另一关系式,联立后求得b的值,把b的值代入函数解析式,把不等式f(x)≥g(x)恒成立分离变量转化为a≤x2-2xlnx恒成立,构造辅助函数h(x)=x2-2xlnx,利用导数求其最小值得答案.

    (Ⅱ)(ⅰ)要对[e,3]内的任意k个实数x1,x2,…xk都有f(x1)+f(x2)+…+f(xk-1)≤16g(xk)成立,必须使得不等式左边的最大值小于或等于右边的最小值,由函数单调性可求得两函数的最值;(ⅱ)a=1时,根据(Ⅰ)的推导知x∈(1,+∞)时,f(x)>g(x),即lnx<

    1/2

    (x−

    1

    x

    )

    .令x=

    2k+1

    2k−1],得ln[2k+1/2k−1]<[1/2]([2k+1/2k−1

    2k−1

    2k+1]),整理得ln(2k+1)-ln(2k-1)<

    4k

    4

    k

    2

    −1

    ,从而有ln(2n+1)=ln(2n+1)-ln(2n-1)+ln(2n-3)+…+ln5-ln3+ln3-ln1<

    4•1

    4•

    1

    2

    −1

    +

    4•2

    4•

    2

    2

    −1

    +…+

    4n

    4

    n

    2

    −1

    ,即得结论;

    (Ⅰ)设点(x0,y0)为直线y=2x-2与曲线y=g(x)的切点,

    则有2lnx0+bx0=2x0-2(*)

    ∵g′(x)=

    2/x]+b,∴[2

    x0+b=2.(**)

    由(*)(**)两式,解得b=0,g(x)=2lnx.

    由f(x)≥g(x)整理,得

    a/x≤x−2lnx,

    ∵x≥1,∴要使不等式f(x)≥g(x)恒成立,必须a≤x2-2xlnx恒成立.

    设h(x)=x2-2xlnx,h′(x)=2x-2(lnx+x•

    1

    x])=2x-2lnx-2,

    再设m(x)=2x-2lnx-2,∴当x≥1时,m′(x)>0,则h′(x)是增函数,

    ∴h′(x)≥h′(1)=0,h(x)是增函数,h(x)≥h(1)=1,

    ∴a≤1.

    (2)(ⅰ)当a=1时,f(x)=x-[1/x],

    ∵f′(x)=1+[1

    x2>0,∴f(x)在[e,3]上是增函数,f(x)在[e,3]上的最大值为f(3)=

    8/3].

    要对[e,3]内的任意k个实数x1,x2,…xk都有f(x1)+f(x2)+…+f(xk-1)≤16g(xk)成立,必须使得不等式左边的最大值小于或等于右边的最小值,

    ∵当x1=x2=…=xk-1=3时不等式左边取得最大值,xk=e时不等式右边取得最小值.

    ∴(k-1)×[8/3]≤16×2,解得k≤13.因此,k的最大值为13.

    (ⅱ)当a=1时,根据(Ⅰ)的推导有x∈(1,+∞)时,f(x)>g(x),即lnx<[1/2(x−

    1

    x).

    令x=

    2k+1

    2k−1],得ln[2k+1/2k−1]<[1/2]([2k+1/2k−1−

    2k−1

    2k+1]),

    化简得ln(2k+1)-ln(2k-1)<[4k

    4k2−1,

    ln(2n+1)=ln(2n+1)-ln(2n-1)+ln(2n-3)+…+ln5-ln3+ln3-ln1

    4•1

    4•12−1+

    4•2

    4•22−1+…+

    4n

    4n2−1,

    1•4

    4•12−1+

    2•4

    4•22−1+…+

    n•4

    4•n

    点评:

    本题考点: 数列的求和;利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 本题考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,考查了利用导数求函数的最值及函数与不等式的综合,考查了恒成立问题,考查了转化思想,训练了分离变量法和函数构造法,运用二次求导求函数的最值是解答该题的关键,是压轴题.

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