已知函数f(x)[1−x/ax]+lnx,(a≠0)

1个回答

  • 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.