问题 解答题
已知函数f(x)=ex-ax(e为自然对数的底数)
(1)若f(x)≥1在x∈R上恒成立,求实数a的值;
(2)若n∈N*,证明:(
1
n
)n+(
2
n
)n+…+(
n-1
n
)n+(
n
n
)n
e
e-1
答案

(本小题主要考查函数的导数、最值、等比数列等基础知识,考查分析问题和解决问题的能力、以及创新意识)

(1)∵f(x)=ex-x,∴f'(x)=ex-1.令f'(x)=0,得x=0.

∴当x>0时,f'(x)>0,当x<0时,f'(x)<0.

∴函数f(x)=ex-x在区间(-∞,0)上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增.

∴当x=0时,f(x)有最小值1

(2)证明:由(1)知,对任意实数x均有ex-x≥1,即1+x≤ex

x=-

k
n
(n∈N*,k=1,2,,n-1),则0<1-
k
n
e-
k
n

(1-

k
n
)n≤(e
k
n
)n=e-k(k=1,2,,n-1).

(

n-k
n
)ne-k(k=1,2,,n-1).∵(
n
n
)n=1

(

1
n
)n+(
2
n
)n++(
n-1
n
)n+(
n
n
)ne-(n-1)+e-(n-2)++e-2+e-1+1.

e-(n-1)+e-(n-2)++e-2+e-1+1=

1-e-n
1-e-1
1
1-e-1
=
e
e-1

(

1
n
)n+(
2
n
)n++(
n-1
n
)n+(
n
n
)n
e
e-1

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