问题
解答题
函数f(x)=alnx+1(a>0). (Ⅰ) 当x>0时,求证:f(x)-1≥a(1-
(Ⅱ) 在区间(1,e)上f(x)>x恒成立,求实数a的范围. (Ⅲ) 当a=
|
答案
( I)证明:设φ(x)=f(x)-1-a(1-
)=alnx-a(1-1 x
),(x>0)1 x
令φ′(x)=
-a x
=0,则x=1,即φ(x)在x=1处取到最小值,a x2
则φ(x)≥φ(1)=0,即原结论成立.
( II)由f(x)>x得alnx+1>x
即a>
,x-1 lnx
令g(x)=
,(x>1),g′(x)=x-1 lnx lnx- x-1 x (lnx)2
令h(x)=lnx-
,h′(x)=x-1 x
-1 x
>0,1 x2
则h(x)单调递增,所以h(x)>h(1)=0
∵h(x)>0,∴g'(x)>0,即g(x)单调递增,则g(x)的最大值为g(e)=e-1
所以a的取值范围为[e-1,+∞).
( III)证明:由第一问得知lnx≥1-
,则ln1 x
≥1-n 1 n
则f(2)+f(3)+…+f(n+1)=
(ln2+ln3+…+ln(n+1))+n1 2
=ln
+ln2
+…+ln3
+n≥1-n+1
+1-1 2
+…+1-1 3
+n1 n+1
=2n-2(
+1 2 2
+…+1 2 3
)>2n-2(1 2 n+1
+1 1+ 2
+…+1
+2 3
)=2(n+1-1
+n n+1
).n+1