问题 解答题
已知A、B、C是直线l上的三点,向量
OA
OB
OC
满足
OA
-(y+1-lnx)
OB
+
1-x
ax
OC
=
o
,(O不在直线l上a>0)
(1)求y=f(x)的表达式;
(2)若函数f(x)在[1,∞]上为增函数,求a的范围;
(3)当a=1时,求证lnn>
1
2
+
1
3
+
1
4
+…+
1
n
,对n≥2的正整数n成立.
答案

(1)∵

OA
-(y+1-lnx)
OB
+
1-x
ax
OC
=
0

OA
=(y+1-lnx)
OB
-
1-x
ax
OC

∵A,B,C三点共线

∴(y+1-lnx)-

1-x
ax
=1

∴y=lnx+

1-x
ax

(2)f(x)=lnx+

1-x
ax
,∴f′(x)=
1
x
-
1
ax2

∵函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,

1
x
-
1
ax2
≥0在[1,+∞)上恒成立

a≥

1
x

1
x
≤1,∴a≥1;

(3)证明:当a=1时,f(x)=lnx+

1
x
-1

由(2)知,x∈[1,+∞)时,f(x)≥f(1)=0

∴lnx≥1-

1
x
(当且仅当x=1时取“=”)

将x用

n
n-1
替代得ln
n
n-1
>1-
n-1
n
=
1
n

∴ln

2
1
+ln
3
2
+…+ln
n
n-1
1
2
+
1
3
+
1
4
+…+
1
n

∴lnn>

1
2
+
1
3
+
1
4
+…+
1
n

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