解题思路:(I)f(x)=|x-a|-lnx的定义域为(0,+∞).a=1,f(x)=|x-1|-lnx,当x≥1时,
f
′
(x)=1−
1
x
=
x−1
x
≥0
,故f(x)在区间[1,+∞)上是递增函数,当0<x<1时,
f
′
(x)=−1−
1
x
<0
,故f(x)在区间(0,1)上是递减函数,由此能求出f(x)的单调区间及f(x)的最小值.
(II)分a≥1时,0<a<1时和a≤0时三种情况,分别计算f(x)的导数,并由f′(x)的符号讨论f(x)的单调区间.
(III)由a=1,知f(x)在(0,1)上递减,在[1,+∞)上递增,故x-1>lnx在x>1时成立.若n∈N*,n>1,则令x=[n+1/n−1]>1,则[2/n−1>ln
n+1
n−1],由此能够证明n∈N*时,
1+
1
2
+
1
3
+…+
1
n
>
1
2
ln
(n+1)(n+2)
2
.
(I)f(x)=|x-a|-lnx的定义域为(0,+∞).
a=1,f(x)=|x-1|-lnx,
当x≥1时,f(x)=x-1-lnx,
f′(x)=1−
1
x=
x−1
x≥0,
∴f(x)在区间[1,+∞)上是递增函数,
当0<x<1时,f(x)=1-x-lnx,
f′(x)=−1−
1
x<0,
∴f(x)在区间(0,1)上是递减函数,
故a=1时,f(x)的增区间为[1,+∞),减区间为(0,1),
f(x)min=f(1)=0.
(II)若a≥1时,当x≥a时,f(x)=x-a-lnx,f′(x)=1−
1
x=
x−1
x≥0,
则f(x)在区间[a,+∞)上是递增的;
当0<x<a时,f(x)=a-x-lnx,f′(x)=−1−
1
x<0,
∴f(x)在区间(0,a)上是递减的,
若0<a<1,当x≥a时,f(x)=x-a-lnx,
f′(x)=1−
1
x=
x−1
x,x>1,f′(x)>0,a<x<1,f′(x)<0,
则f(x)在区间[1,+∞)上是递增的,f(x)在区间[a,1)上是递减的.
当0<x<a时,f(x)=a-x-lnx,f′(x)=−1−
1
x<0,
f(x)在区间(0,a)上是递减的,
而f(x)在x=a处连续,
则f(x)在区间[1,+∞)上是递增的,在区间(0,1)上是递减的,
若a≤0,f(x)=x-lnx,f′(x)=1−
1
x=
x−1
x,x>1,f′(x)>0,0<x<1,f′(x)<0,
则f(x)在区间[1,+∞)上是递增的,f(x)在区间(0,1)上是递减的.
综上所述,
当a≥1时,
a≤0,f(x)=x-lnx,
f(x)的增区间是[a,+∞),减区间是(0,a).
当a<1时,f(x)的递增区间是{1,+∞),减区间是(0,1).
(III)由(I)知:a=1
f(x)在(0,1)上递减,在[1,+∞)上递增.
∴x>1时,f(x)=x-1-lnx>f(1)=0,
即x-1>lnx在x>1时成立.
若n∈N*,n>1,则令x=[n+1/n−1]>1,
则[n+1/n−1−1>ln
n+1
n−1],
即[2/n−1>ln
n+1
n−1],
∴[2/2−1+
2
3−1+…+
2
n]
>ln
2+1
2−1+ln
3+1
3−1+…+ln
n+2
n
=ln[n+2/2n],
∴n∈N*,n>1时,1+[1/2+
1
3+…+
1
n>
1
2ln
(n+1)(n+2)
2],
∵n=1时,不等式即为1>
1
2ln3=ln
3成立,
故n∈N*时,1+
1
2+
1
3+…+
1
n>
1
2ln
(n+1)(n+2)
2.
点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
考点点评: 本题考查利用导数求函数最值的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,易错点是计算量大,容易失误,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.
1年前
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