问题
解答题
(1)讨论函数f(x)=
(2)求证:对任意的n∈N*,不等式
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答案
(1)由题意得:f′(x)=
.令f'(x)=0,得x=1-2lnx x3
.e
当x∈(e-1,
)时,f'(x)>0,故函数f(x)在[e-1,e
]上递增;e
当x∈(
,e)时,f'(x)<0,故函数f(x)在[e
,e]上递减.e
又因为f(e-1)=-e2,f(
)=e
,f(e)=1 2e
,所以当k>1 e2
或k<-e2时,没有交点;1 2e
当k=
或-e2≤k<1 2e
时,有唯一的交点;当1 e2
≤k<1 e2
时,有两个交点.1 2e
(2)证明:由(1)知函数f(x)在(0,
)上递增,在(e
,+∞)上递减,e
故f(x)在(0,+∞)上的最大值为
.1 2e
即对x∈(0,+∞)均有
≤lnx x2
,故1 2e
=lnx x4
•lnx x2
≤1 x2
•1 2e
.1 x2
当n=1时,结论显然成立;当n≥2时,有
+ln1 14
+ln2 24
+…+ln3 34 lnn n4
=0+
•ln2 22
+1 22
•ln3 32
+…+1 32
•lnn n2
≤1 n2
(1 2e
+1 22
+…+1 32
) 1 n2
<
(1 2e
+1 1×2
+…+1 2×3
)=1 (n-1)•n
(1 2e
-1 1
+1 2
-1 2
+…+1 3
-1 (n-1)
) 1 n
=
(1 2e
-1 1
)<1 n
.1 2e
综上可知,对任意的n∈N*,不等式
+ln1 14
+ln2 24
+…+ln3 34
<lnn n4
成立.1 2e