解题思路:(1)函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,等价于f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,分离参数,即可求a的范围;
(2)利用导数判断函数f(x)在区间
(
1
2
,2)
上的单调性,进而求出最值,得出值域;
(3)先证明lnx≥1-[1/x],再将x用[n/n−1]替代,即可证得结论.
(1)∵f(x)[1−x/ax]+lnx,
∴f′(x)=
−ax−a(1−x)
(ax)2+[1/x]=
x−
1
a
x2,
∴当x≥[1/a]时,f′(x)≥0,f(x)在[[1/a],+∞)上是增函数,
要使函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,则有
[1/a]≤1,即a<0或a≥1,
∴a的取值范围是(-∞,0)∪[1,+∞).
(2)当a=1时,f(x)=[1−x/x]+lnx,f′(x)=[x−1
x2,
∴x∈(
1/2],1)时,f′(x)<0,x∈(1,2)时,f′(x)>0.
∴当x=1时,f(x)min=f(1)=0,
又f([1/2])=1-ln2,f(2)=-[1/2]+ln2,f([1/2])-f(2)=ln
e
e
4>0,
∴f(x)在区间(
1
2,2)上的值域是[0,1-ln2).
(3)证明:由(2)知,x∈[1,+∞)时,f(x)≥f(1)=0即[1−x/x]+lnx≥0,
∴lnx≥1-[1/x](当且仅当x=1时取“=”)
∴当n≥2时,将x用[n/n−1]替代得ln[n/n−1]>1-[n−1/n]=[1/n],
∴ln[2/1]+ln
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.
考点点评: 本题主要考查函数的单调性,考查不等式的证明,考查学生分析解决问题的能力,属于难题.