已知函数f(x)=ex-ex.(Ⅰ)求函数f(x)的最小值;(Ⅱ)求证:1+12+13+…+1n−1+1n>ln(n+1

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  • 解题思路:(Ⅰ) 要求函数的最小值,需要求出导函数并令其等于零得到x=1,然后分区间x<1和x>1,讨论函数的增减性来判断函数的极值,得到函数的最小值即可.

    (Ⅱ)由(1)知f(x) 在x=1 取得最小值,从而由ex≥ex,当x>0 时x-1≥lnx,进而可知,令

    x−1=

    1

    t

    得[1/t≥ln(1+

    1

    t

    )=ln

    1+t

    t],故可得证;

    (Ⅲ)设

    F(x)=ln(x)−g(x)=

    1

    2

    x

    2

    −elnx

    ,原问题转化为研究此函数的单调性问题,利用导数知识解决.

    (Ⅰ)∵f'(x)=ex-e 令f'(x)=ex-e=0 得x=1

    当x>1 时,f'(x)>0,当x<1 时,f'(x)<0.

    所以函数f(x) 在(-∞,1)上递增所以f(x) 的最小值为f(1)=0 (3分)

    (Ⅱ) 证明:由(1)知f(x) 在x=1 取得最小值,

    所以f(x)≥f(1),即ex≥ex 当x>0 时由ex≥ex 得x≥1+lnx,x-1≥lnx,

    当且仅当x=1 时等号成立.

    令x−1=

    1

    t 得[1/t≥ln(1+

    1

    t)=ln

    1+t

    t,1>ln2,

    1

    2>ln

    3

    2,

    1

    3>ln

    4

    3] …[1/n>ln

    n+1

    n]

    将上式相加得 1+

    1

    2+

    1

    3+…

    1

    n−1+

    1

    n>ln(2×

    3

    4

    3×…x

    n

    n−1×

    n+1

    n)=ln(n+1) …8分

    (Ⅲ) 设F(x)=ln(x)−g(x)=

    1

    2x2−elnx 则F′(x)=x−

    e

    x=

    x2−e

    x=

    x2−e

    x=

    (x+

    e)(x−

    e)

    x

    所以当0<x<

    e 时F'(x)<0,

    当x>

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题考查了对数函数的导数运算,研究函数的最值问题.考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等基础知识.

    1年前

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