设函数f(x)=ln(1+x)-
(1)求函数f(x)的极值; (2)当a>0时,若对任意的x≥0,恒有f (x)≥0,求实数a的取值范围; (3)设x∈N且x>2,试证明:lnx>
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(1)函数f(x)的定义域为(-1,+∞),
f′(x)=
-1 1+x
=a (1+x)2
,x+1-a (1+x)2
①当a≤0时,恒有x+1-a>0,恒有f′(x)>0,f(x)在(-1,+∞)上单调递增,无极值;
②当a>0时,由f′(x)=0得x=a-1,
当x∈(-1,a-1)时,f′(x)<0,当x∈(a-1,+∞)时,f′(x)>0,
故函数f(x)在(-1,a-1)上单调递减,在(a-1,+∞)上单调递增,
故当x=a-1时f(x)取得极小值,无极大值,极小值为f(a-1)=lna+1-a.
(2)当0<a≤1时,y=f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(x)≥f(0)=0,所以满足题意;
当a>1时,由(1)可知应有f(a-1)=lna+1-a≥0(*)成立,
令g(a)=lna+1-a,则g′(a)=
-1=1 a
,g′(a)<0,g(a)在(1,+∞)上单调递减,1-a a
所以g(a)<0,即f(a-1)=g(a)<0,与(*)不符,
所以a的取值范围是0<a≤1.
(3)由(2)可知,ln(1+x)≥
,x x+1
所以lnx=ln(
×2 1
×…×3 2
)=ln2+lnx x-1
+…+ln3 2
=ln(1+1)+ln(1+x x-1
)+…+ln(1+1 2
)1 x-1
>
+1 2
+…+1 2 1+ 1 2
=1 x-1 1+ 1 x-1
+1 2
+1 3
+…+1 4
.1 x