解题思路:(Ⅰ)原题等价于当x∈(0,+∞)时,xlnx+1>kx恒成立,即
k<
xlnx+1
x
=lnx+
1
x]恒成立,由此利用导数性质能求出实数g(x)>g(1)=1的取值范围.
(Ⅱ)法一(构造函数法):由(1)知当x>0,x≠1时,
lnx>1−
1
x
,令
x=
n+1
n
,得
ln(n+1)−lnn>
1
n+1
,由此能证明当n∈N*时,ln(n+1)>[1/2]+[1/3]+[1/4]+…+[1/n+1].
(Ⅱ)法二(数学归纳法):当n=1时,
ln2>
1
2
成立;假设当n=k时命题成立,当n=k+1时,利用分析法能证明:
ln(k+1)+
1
k+2
<ln(k+2)
,由此能证明当n∈N*时,ln(n+1)>[1/2]+[1/3]+[1/4]+…+[1/n+1].
(Ⅰ)当x∈(0,+∞)时,函数(1,+∞)的图象恒在直线x∈(1,+∞)上方,
等价于当x∈(0,+∞)时,xlnx+1>kx恒成立,…(1分)
即k<
xlnx+1
x=lnx+
1
x恒成立,…(2分)
令g(x)=lnx+
1
x,x∈(0,+∞),则g′(x)=
1
x−
1
x2=
x−1
x2…(3分)
当x∈(1,+∞)时,g'(x)>0,故g(x)=lnx+
1
x在(1,+∞)上递增,
当x∈(0,1)时,g'(x)<0,故g(x)=lnx+
1
x在(0,1)上递减,…(4分)
∴g(1)为g(x)=lnx+
1
x在区间(0,+∞)上的极小值,仅有一个极值点故为最小值,
∴x∈(0,+∞)时,g(x)≥g(1)=1…(5分)
所以实数g(x)>g(1)=1的取值范围是(-∞,1)…(6分)
(Ⅱ)证法一(构造函数法):
由(1)知当x>0,x≠1时,xlnx+1>x,即lnx>1−
1
x…(8分)
令x=
n+1
n,则ln
n+1
n>1−
n
n+1,…(10分)
即得ln(n+1)−lnn>
1
n+1…(11分)
∴ln2−ln1>
1
2,ln3−ln2>
1
3,…,ln(n+1)−lnn>
1
n+1…(12分)
∴ln(n+1)=(ln(n+1)-lnn)+(lnn-ln(n-1))
+…+(ln2-ln1)+ln1>
1
n+1+
1
n+…+
1
2…(13分)
∴当n∈N*时,ln(n+1)>[1/2]+[1/3]+[1/4]+…+[1/n+1].…(14分)
(Ⅱ)证法二(数学归纳法):
①当n=1时,由2ln2=ln4>1,知ln2>
1
2成立;…(7分)
②假设当n=k时命题成立,即[1/2+
1
3+
1
4+…+
1
k+1<ln(k+1)
那么,当n=k+1时,
点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值.
考点点评: 本题考查实数的取值范围的求法,考查不等式的证明,解题时要认真审题,注意构造法、数学归纳法的合理运用.
1年前
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