解题思路:(1)对函数求导数可得
f′(x)=
k+1
x
2
,由已知得,f′(x)≥0对x∈(0,+∞)恒成立,可得结果.
(2)本题的思路较为清晰,那就是构造函数,令
g(x)=lnx+
3
x
−2
,利用导数
g′(x)=
x−3
x
2
转化为函数的最值问题易得结论.
(3)在(2)的基础上来解答本题很容易解决,由(2)得
lnx>2−
3
x
,于是求出通项an=ln[n(n+1)]的关系,然后利用数列求和的裂项相消法可得结论.
(1)∵f(x)=k−
k+1
x,∴f′(x)=
k+1
x2
∵f(x)是(0,+∞)上的增函数,∴f′(x)=
k+1
x2≥0对x∈(0,+∞)恒成立.
∴k+1≥0,得k≥-1
而k=-1时f′(x)=0,f(x)=-1为常函数,不满足条件,
∴k>-1
(2)证明:当k=2时,∵f(x)=2−
3
x
∴不等式f(x)<lnx对任意x>0恒成立,等价于lnx+
3
x−2>0对任意x>0恒成立.
令g(x)=lnx+
3
x−2,则g′(x)=
x−3
x2
∴g(x)在(0,3)上递减,在(3,+∞)上递增,
∴g(x)≥g(3)=ln3-1>0,即lnx+
3
x−2>0对任意x>0恒成立.
∴不等式f(x)<lnx对任意x>0恒成立.
(3)证明:由(2)知,lnx+
3
x−2>0对任意x>0恒成立,即lnx>2−
3
x.
∵n∈N*,
∴ln[n(n+1)]>2−
3
n(n+1)=2−3(
1
n−
1
n+1),
∴ln(1×2)+ln(2×3)+…+ln[n(n+1)]>2n-3(1−
1
2+
1
2−
1
3+…+
1
n−
1
n+1)=2n-3(1−
1
n+1)>2n-3
点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;函数的单调性与导数的关系;数列的应用.
考点点评: 本题考查导数在解决问题中的应用,解题的关键求出函数的导数f′(x)≥0恒成立来解答参数k的值,本题第二小题是一个恒成立的问题,恒成立的问题一般转化最值问题来求解,本题即转化为用单调性求函数在闭区间上的最值的问题.在(3)中的构造法解决问题时要对由函数到数列的特殊化要求,思路要认真严谨,避免过度太大,导致解题粗枝大叶的现象发生.