问题 解答题
设函数f(x)=lnx-px+1,其中p为常数.
(Ⅰ)求函数f(x)的极值点;
(Ⅱ)当p>0时,若对任意的x>0,恒有在f(x)≤0,求p的取值范围;
(Ⅲ)求证:
ln22
22
+
ln32
32
+…+
lnn2
n2
2n2-n-1
2(n+1)
(n∈N,n≥2)
答案

(Ⅰ)∵f(x)=lnx-px+1定义域为(0,+∞),

f′(x)=

1
x
-p=
1-px
x

当p≤0时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上无极值点

当p>0时,令f'(x)=0,∴x=

1
p
∈(0,+∞),f'(x)、f(x)随x的变化情况如下表:

从上表可以看出:当p>0时,f(x)有唯一的极大值点x=

1
p

(Ⅱ)当p>0时,在x=

1
p
处取得极大值f(
1
p
)=ln
1
p
,此极大值也是最大值,

要使f(x)≤0恒成立,只需f(

1
p
)=ln
1
p
≤0,

∴p≥1

∴p的取值范围为[1,+∞)

(Ⅲ)令p=1,由(Ⅱ)知,lnx-x+1≤0,

∴lnx≤x-1,

∵n∈N,n≥2

∴lnn2≤n2-1,

lnn2
n2
n2-1
n2
=1-
1
n2

ln22
22
+
ln32
32
++
lnn2
n2
≤(1-
1
22
)+(1-
1
32
)++(1-
1
n2
)=(n-1)-(
1
22
+
1
32
++
1
n2
)
<(n-1)-(
1
2×3
+
1
3×4
++
1
n(n+1)
)
=(n-1)-(
1
2
-
1
3
+
1
3
-
1
4
++
1
n
-
1
n+1
)

=(n-1)-(

1
2
-
1
n+1
)=
2n2-n-1
2(n+1)

∴结论成立

单项选择题
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