解题思路:(1)利用函数f(x)的导数求出它的单调区间和极值,由题意知 k大于f(x)的极大值,或 k小于f(x)的极小值.
(2)令h(x)=f(x)-1,由h′(x)>0得h(x)在(0,+∞)上是增函数,利用h(1)=0,分x>1、
0<x<1、当x=1三种情况进行讨论.
(3)根据(2)的结论,当x>1时,
lnx>
x−1
x+1
,令
x=
k+1
k
,有
ln
k+1
k
>
1
2k+1
,可得
n
k=1
ln
k+1
k
>
n
k=1
1
2k+1
,由
ln(n+1)=
n
k=1
ln
k+1
k
,证得结论.
(1)当a=
9
2时,f(x)=lnx+
9
2(x+1),定义域是(0,+∞),
求得f′(x)=
1
x−
9
2(x+1)2=
(2x−1)(x−2)
2x(x+1)2,令f'(x)=0,得x=
1
2,或x=2.
∵当0<x<
1
2或x>2时,f'(x)>0; 当[1/2<x<2时,f'(x)<0,
∴函数f(x)在(0,
1
2]]、(2,+∞)上单调递增,在(
1
2, 2)上单调递减.
∴f(x)的极大值是 f(
1
2)=3−ln2,极小值是 f(2)=
3
2+ln2.
∵当x趋于 0时,f(x)趋于-∞;当x趋于+∞时,f(x)趋于+∞,
由于当g(x)仅有一个零点时,函数f(x)的图象和直线y=k仅有一个交点,
k的取值范围是{k|k>3-ln2,或k<
3
2+ln2}.
(2)当a=2时,f(x)=lnx+
2
x+1,定义域为(0,+∞).
令h(x)=f(x)−1=lnx+
2
x+1−1,∵h′(x)=
1
x−
2
(x+1)2=
x2+1
x(x+1)2>0,
∴h(x)在(0,+∞)上是增函数. ①当x>1时,h(x)>h(1)=0,即f(x)>1;
②当0<x<1时,h(x)<h(1)=0,即f(x)<1; ③当x=1时,h(x)=h(1)=0,即f(x)=1.
(3)证明:根据(2)的结论,当x>1时,lnx+
2
x+1>1,即lnx>
x−1
x+1.
令x=
k+1
k,则有ln
k+1
k>
1
2k+1,∴
n
k=1ln
k+1
k>
n
点评:
本题考点: 不等式的证明;函数的零点;利用导数研究函数的极值.
考点点评: 本题主要考查函数导数运算法则、利用导数求函数的极值、证明不等式等基础知识,考查分类讨论思想和数形结合思想,考查考生的计算能力及分析问题、解决问题的能力和创新意识,属于中档题.