已知函数f(x)=lnx+[1/x−1

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  • 解题思路:(I)利用导数求出函数的极值,然后求f(x)的单调区间;

    (II)依题意,ma<f(x)max,由(I)可得f(x)在x=e处取得最大值,故问题转化为ma-

    1/e]<0对于任意的a∈(-1,1)恒成立,即可求m的取值范围;

    (III)由(Ⅰ)知函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,从而可得lnx2≥1-[1

    x

    2

    .再利用叠加及放缩,可得ln1+ln2+…+lnn>

    (n−1)

    2

    /2n]恒成立,再结合柯西不等式即可证明不等式成立.

    (Ⅰ)f′(x)=

    1

    x−

    1

    x2]=[x−1

    x2,x>0.

    令f′(x)>0,得x>1,因此函数f(x)的单调递增区间是(1,+∞).

    令f′(x)<0,得0<x<1,因此函数f(x)的单调递减区间是(0,1).…(4分)

    (Ⅱ)依题意,ma<f(x)max

    由(Ⅰ)知,f(x)在[1,e]上是增函数,

    ∴f(x)max=f(e)=lne+

    1/e]-1=[1/e].

    ∴ma<[1/e],即ma-[1/e]<0对于任意的a∈(-1,1)恒成立.

    m×1−

    1

    e≤0

    m×(−1)−

    1

    e≤0解得-[1/e]≤m≤[1/e].

    所以,m的取值范围是[-[1/e],[1/e]].…(8分)

    (Ⅲ)由(Ⅰ)知函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,

    故f(x)=lnx+[1/x]-1≥f(1)=0,

    ∴lnx≥1-[1/x],以x2替代x,得lnx2≥1-[1

    x2.

    ∴ln2l+1n22+…+ln2n>1-

    1

    12+1-

    1

    22+…+1-

    1

    n2

    即ln2l+1n22+…+ln2n>n-(

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用;柯西不等式的几何意义;柯西不等式在函数极值中的应用.

    考点点评: 本题是中档题,考查函数的导数的应用,不等式的综合应用,柯西不等式的应用,考查计算能力,转化思想的应用.

    1年前

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