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,
即
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.
1年前
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