问题 解答题
已知对任意的x>0恒有a1nx≤b(x-1)成立.
(1)求正数a与b的关系;
(2)若a=1,设f(x)=m
x
+n,(m,n∈R),若1nx≤f(x)≤b(x-1)对∀x>0恒成立,求函数f(x)的解析式;
(3)证明:1n(n!)>2n-4
n
(n∈N,n≥2)
答案

(1)设f(x)=alnx-b(x-1),

易知f(1)=0,由已知f(x)≤0恒成立,

所以函数f(x)在x=1处取得最大值.f′(x)=

a
x
-b=
a-bx
x
∴f'(1)=0,∴a=b

又∵a>0,∴f(x)在x=1处取得极大值,符合题意,

即关系式为a=b.(3分)

(2)∵a=1,∴b=1∴lnx≤m

x
+n≤x-1恒成立,

令x=1,有0≤m+n≤0,∴m+n=0(5分)∴m

x
+m≤x-1,

(

x
-1)(
x
+1-m)≥0对∀x>0恒成立,∴须1-m=-1,即m=2∴函数f(x)=2(
x
-1)
(7分)

(3)由(2)知:ln

1
k
2
k
-2=
4
2
k
-2<
4
k
+
k-1
-2=4(
k
-
k-1
)-2(9分)

ln

1
n!
<4[(
n
-
n-1
)+(
n-1
-
n-2
)++(
1
-
0
)]-2n=4
n
-2n

lnn!>2n-4

n
(n∈N,n≥2)(12分)

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