解题思路:(Ⅰ)函数h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间即h'(x)<0在(0,+∞)上有解,然后将a分离,然后利用二次函数的性质求出不等式另一侧的最值,即可求出实数a的取值范围;
(Ⅱ)构造函数
φ(x)=xf(x)+yf(y)-(x+y)f(
x+y
2
)(0<x<y)
,可利用导数研究函数ϕ(x)在(0,y)的单调性,求最小值,即可证得结论;
(Ⅲ)令m(x)=f(x)-x=lnx-x,然后利用导数研究函数m(x)的单调性,从而可求出最值,得到lnx≤-1+x,从而得到
1
lnn
>
1
n-1
>
2
(n-1)(n+1)
=
1
n-1
-
1
n+1
(n>2)
,从而可证得结论.
(Ⅰ)函数h(x)=lnx−
1
2ax2−3x−1.
∴h/(x)=
1
x−ax−3=
−ax2−3x+1
x<0在(0,+∞)上有解,
即ax2+3x-1>0在(0,+∞)上有解,
由ax2+3x-1>0得a>
1−3x
x2=(
1
x)2−3(
1
x).
∵当x>0,(
1
x)2−3(
1
x)≥−
9
4
∴a的范围是(−
9
4,+∞).…(4分)
(Ⅱ)证明:构造函数φ(x)=xf(x)+yf(y)−(x+y)f(
x+y
2)(0<x<y).
∴ϕ/(x)=1+lnx−(1+ln
x+y
2)=ln
2x
x+y.
∵0<x<y,
∴ln
2x
x+y<0,即函数ϕ(x)在(0,y)上是减函数,且ϕ(y)=0.
∴ϕ(x)=xf(x)+yf(y)−(x+y)f(
x+y
2)>0,
原不等式αf(α)+βf(β)>(α+β)f(
α+β
2)成立.…(8分)
(Ⅲ)证明:∵logxe=
1
lnx,令m(x)=f(x)-x=lnx-x,
∴m/(x)=
1
x−1=
1−x
x
∴函数m(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减,
∴m(x)≤m(1),即f(x)-x的最大值为-1. …(11分)
由m(x)≤m(1)得lnx≤-1+x.
∴
1
lnn>
1
n−1>
2
(n−1)(n+1)=
1
n−1−
1
n+1(n>2),…(12分)
∴log2e+log3e+log4e…+logne=
1
ln2+
点评:
本题考点: 数列与不等式的综合;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;数列的函数特性.
考点点评: 本题主要考查了利用导数求闭区间上函数的最值,以及利用导数研究函数的单调性和构造法的应用,同时考查了计算能力和转化的数学思想,属于难题.