解题思路:(1)在定义域内解不等式f′(x)>0,f′(x)<0可得函数的单调增区间、减区间;
(2)由(1)易求最小值g(a),利用导数可求得g(a)的最大值及相应的a值;
(3)由(2)知,当a=1时,对任意实数x均有f(x)≥g(1)=0,即ex-x-1≥0,即1+x≤ex.令x=-[k/n](n∈N*,k=0,1,2,3,…,n-1),则0<1-[k/n]≤
e
-
k
n
,从而可得
(1-
k
n
)
n
≤(
e
-
k
n
)
n
=
e
-k
,
利用该不等式进行适当放缩可得结论;
(1)由题意a>0,f′(x)=ex-a,
由f′(x)=ex-a=0,得x=lna.
当x∈(-∞,lna)时,f′(x)<0;当x∈(lna,+∞)时,f′(x)>0.
∴f(x)的单调递减区间为(-∞,lna),单调递增区间为(lna,+∞).
(2)由(1)知,当x=lna时,f(x)取得极小值,也为最小值,
其最小值为g(a)=f(lna)=elna-alna-1=a-alna-1.
由g′(a)=1-lna-1=-lna=0,得a=1.
∴g(a)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减,
∴g(a)在a=1处取得最大值,而g(1)=0.
因此g(a)取得最大值时,a=1.
(3)证明:由(2)知,当a=1时,对任意实数x均有f(x)≥g(1)=0,即ex-x-1≥0,即1+x≤ex.
令x=-[k/n](n∈N*,k=0,1,2,3,…,n-1),则0<1-[k/n]≤e-
k
n,
∴(1-
k
n)n≤(e-
k
n)n=e-k,
∴(
1
n)n+(
2
n)n+…+(
n-1
n)n+(
n
n)n≤e-(n-1)+e-(n-2)+…+e-2+e-1+1=
1-e-n
1-e-1<
1
1-e-1=
e
e-1.
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: 本题考查利用导数研究函数的单调性、最值,综合性较强,难度较高,(3)问运用最值构造不等式进行放缩是解决问题的关键.