已知函数f(x)=1n(x-1)-k(x-1)+1(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围;(3)证明:1n23+1n34+1n45+…1nnn+1<n(n-

题目简介

已知函数f(x)=1n(x-1)-k(x-1)+1(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围;(3)证明:1n23+1n34+1n45+…1nnn+1<n(n-

题目详情

已知函数f(x)=1n(x-1)-k(x-1)+1
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围;
(3)证明:
1n2
3
+
1n3
4
+
1n4
5
+…
1nn
n+1
n(n-1)
4
(n∈N*
且n>1)
题型:解答题难度:中档来源:滨州一模

答案

(1)∵f(x)=1n(x-1)-k(x-1)+1,
∴x>1,f(x)=class="stub"1
x-1
-k

∵x>1,∴当k≤1时,f(x)=class="stub"1
x-1
-k
>0,f(x)在(1,+∞)上是增函数;
当k>0时,f(x)在(1,1+class="stub"1
k
)上是增函数,在(1+class="stub"1
k
,+∞)上为减函数.
(2)∵f(x)≤0恒成立,
∴∀x>1,ln(x-1)-k(x1)+1≤0,
∴∀x>1,ln(x-1)≤k(x-1)-1,
∴k>0.
由(1)知,f(x)max=f(1+class="stub"1
k
)=lnclass="stub"1
k
≤0,
解得k≥1.
故实数k的取值范围是[1,+∞).
(3)令k=1,则由(2)知:ln(x-1)≤x-2对x∈(1,+∞)恒成立,
即lnx≤x-1对x∈(0,+∞)恒成立.
取x=n2,则2lnn≤n2-1,
class="stub"lnn
n+1
≤class="stub"n-1
2
,n≥2,
class="stub"1n2
3
+class="stub"1n3
4
+class="stub"1n4
5
+…class="stub"1nn
n+1
n(n-1)
4
(n∈N*
且n>1).

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