(1)∵f(x)=lnx-x,
∴f′(x)=-1=,定义域为(0,+∞),
令f′(x)>0,解得0<x<1;
令f′(x)<0,解得x>1;
∴f(x)的单调增区间为(0,1),单调减区间为(1,+∞),
(2)∵af(x)≥x-x2在x∈(0,+∞)内恒成立,
∴x2+alnx-(a+1)x≥0在x∈(0,+∞)内恒成立,
令g(x)=x2+alnx-(a+1)x,
∴g′(x)=x+-(a+1)=,
①若a≤0时,当x∈(0,1)时,g′(x)<0,则g(x)在(0,1)上单调递减,
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,则g(x)在(1,+∞)上单调递增,
∴g(x)min=g(1)=-(a+1)≥0,解得a≤-,又a≤0,故a≤-,
②若0<a≤1时,g′(x)=0解得x=a或x=1,列表如下
x | (0,a) | a | (a,1) | 1 | (1,+∞) |
g′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
g(x) | 增 | 极大值 | 减 | 极小值 | 增 |
又g(1)=
-(a+1)<0,故不满足要求
③若a>1时,g′(x)=0解得x=a或x=1,列表如下
x | (0,1) | 1 | (1,a) | a | (a,+∞) |
g′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
g(x) | 增 | 极大值 | 减 | 极小值 | 增 |
同理g(1)=
-(a+1)<0,故也不满足要求
综合上述,要使不等式af(x)≥x-x2在x∈(0,+∞)内恒成立,则实数a的取值范围为(-∞,-];
( 3)由( 2)知当a=-时,g(x)=x2-lnx-x≥0,
即lnx≤x2-x(x=1取等号)
∴当x>1时,>==-
令x=2,3,…n,则有>1-,>-,…,>-,
相加得++…+>1-+-+…+-=1-=.