(2012•惠州一模)已知函数f(x)=1+lnxx,(x≥1)

1个回答

  • 解题思路:(1)求导函数,根据函数的定义域,即可确定函数的单调性;

    (2)如果当x≥1时,不等式

    f(x)≥

    k

    x+1

    恒成立,把k分离出来,再利用导数法确定函数的单调性,再求出函数最值即可;

    (3)由(2)可得

    lnx≥

    x−1

    x+1

    =1−

    2

    x+1

    >1−

    2

    x

    ,令x=n(n+1),则

    ln[n(n+1)]>1−

    2

    n(n+1)

    ,写出n个式子,叠加即可证明结论.

    (1)求导函数,可得f′(x)=

    1−(1+lnx)

    x2=[−lnx

    x2

    ∵x≥1,∴lnx≥0,∴f′(x)≤0,

    ∴函数f(x)在[1,+∞)上单调减

    ∴函数f(x)的单调减区间是[1,+∞).

    (2)不等式f(x)≥

    k/x+1],即为

    (x+1)(1+lnx)

    x≥k,记g(x)=

    (x+1)(1+lnx)

    x,

    所以g′(x)=

    [(x+1)(1+lnx)]′x−(x+1)(1+lnx)

    x2=

    x−lnx

    x2,

    令h(x)=x-lnx,则h′(x)=1−

    1

    x,

    ∵x≥1,∴h′(x)≥0.

    ∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,∴[h(x)]min=h(1)=1>0,

    从而g′(x)>0

    故g(x)在[1,+∞)上也单调递增,

    ∴[g(x)]min=g(1)=2,所以k≤2

    (3)证明:由(2)知:f(x)>

    2

    x+1恒成立,即lnx≥

    x−1

    x+1=1−

    2

    x+1>1−

    2

    x,

    令x=n(n+1),则ln[n(n+1)]>1−

    2

    n(n+1),

    所以ln(1×2)>1−

    2

    1×2,ln(2×3)>1−

    2

    2×3,ln(3×4)>1−

    2

    3×4,…,ln[n(n+1)]>1−

    2

    n(n+1).

    叠加得:ln[1×22×32×…×n2×(n+1)]=n−2(1−

    1

    n+1)>n−2+

    1

    n+1>n−2

    则1×22×32×…×n2×(n+1)>en-2

    所以[(n+1)!]2>(n+1)•en-2,(n∈N*).

    点评:

    本题考点: 函数恒成立问题;函数单调性的判断与证明;对数函数的单调性与特殊点.

    考点点评: 本题考查应用导数研究函数的极值最值问题,考查不等式的证明,有关恒成立的问题一般采取分离参数,转化为求函数的最值问题,体现了转化的思想方法.