问题 解答题
已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1
(1)求函数f(x)的极值点.
(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围.
(3)证明:
ln2
3
+
ln3
8
+
ln4
15
+…+
lnn
n2-1
(n+4)(n-1)
6
(n∈N,n>1).
答案

(1)f(x)的定义域为(1,+∞),f′(x)=

1
x-1
-k.

当k≤0时,∵x-1>0,∴f′(x)>0,则f(x) 在(1,+∞)上是增函数.

f(x)在(1,+∞)上无极值点.

当 k>0时,令f′(x)=0,则 x=1+

1
k
. 所以当x∈(1,1+
1
k
 )时,f′(x)=
1
x-1
-k>
1
1+
1
k
-1
-k=0,

∴f(x)在∈(1,1+

1
k
 )上是增函数,

当x∈(1+

1
k
,+∞) 时,f′(x)=
1
x-1
-k<
1
1+
1
k
-1
-k=0,∴f(x)在∈(1+
1
k
,+∞)  上是减函数.

∴x=1+

1
k
 时,f(x)取得极大值. 

综上可知,当 k≤0时,f(x)无极值点;  当k>0时,f(x)有唯一极值点 x=1+

1
k

(2)由1)可知,当k≤0时,f(2)=1-k>0,f(x)≤0 不成立.

故只需考虑k>0.

由1)知,f(x)max=f(1+

1
k
 )=-lnk,

若f(x)≤0 恒成立,只需 f(x)max=f(1+

1
k
 )=-lnk≤0 即可,

化简得:k≥1.所以,k 的取值范围是[1,+∞).

3)由2)知,当k=1时,lnx<x-1,x>1.

∴lnn3<n3-1=(n-1)(n2+n+1)<(n-1)(n+1)2

lnn
n2-1
n+1
3
,n∈N,n>1.

ln2
3
+
ln3
8
+
ln4
15
+…+
lnn
n2-1
1
3
 (3+4+5+…+n+1)=
1
3
×
(3+n+1)
2
(n-1)

=

(n+4)(n-1)
6
,n∈N,n>1.

单项选择题
问答题