已知函数f(x)=1-a+lnxx,a∈R.(1)求f(x)的极值;(2)若关于x的不等式lnxx≤e(2k+1-2)在(0,+∞)上恒成立,求k的取值范围;(3)证明:ln2222+ln3232+…

题目简介

已知函数f(x)=1-a+lnxx,a∈R.(1)求f(x)的极值;(2)若关于x的不等式lnxx≤e(2k+1-2)在(0,+∞)上恒成立,求k的取值范围;(3)证明:ln2222+ln3232+…

题目详情

已知函数f(x)=
1-a+lnx
x
,a∈R.
(1)求f(x)的极值;
(2)若关于x的不等式
lnx
x
e(
2
k+1
-2)
在(0,+∞)上恒成立,求k的取值范围;
(3)证明:
ln22
22
+
ln32
32
+…+
lnn2
n2
2n2-n-1
2(n+1)
(n∈N*,n≥2)
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)f′(x)=class="stub"a-lnx
x2
,令f'(x)=0,得x=ea,当x∈(0,ea)时,f'(x)>0
函数f(x)为增函数,当x∈(ea,+∞)时,f'(x)<0,函数f(x)为减函数,
故f(x)有极大值为f(ea)=e-a,(5分)
(2)由(1)知f(x)≤class="stub"1
ea
,令a=1,
class="stub"lnx
x
≤class="stub"1
e

故只需class="stub"-2k
k+1
≥-1
,所以得-1<k≤1(10分)
(3)由(1)知f(x)≤e-a,令a=0,则有lnx≤x-1,
∵n∈N,n≥2∴lnn2≤n2-1,
lnn2
n2
n2-1
n2
=1-class="stub"1
n2

ln22
22
+
ln32
32
++
lnn2
n2
≤(1-class="stub"1
22
)+(1-class="stub"1
32
)++(1-class="stub"1
n2
)

=(n-1)-(class="stub"1
22
+class="stub"1
32
++class="stub"1
n2
)
<(n-1)-(class="stub"1
2
-class="stub"1
3
+class="stub"1
3
-class="stub"1
4
++class="stub"1
n
-class="stub"1
n+1
)

=(n-1)-(class="stub"1
2
-class="stub"1
n+1
)
=
2n2-n-1
2(n+1)
(14分)

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