(2011•深圳一模)已知函数f(x)=lnx+ax+1(a∈R).

1个回答

  • 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.