问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+x2-ax.
(Ⅰ)若函数f(x)在其定义域上为增函数,求a的取值范围;
(Ⅱ)设an=1+
1
n
(n∈N*),求证:3(a1+a2+…+an)-a12-a22-…-an2<ln(n+1)+2n.
答案

(Ⅰ)函数f(x)=lnx+x2-ax(x>0),则f(x)=

1
x
+2x-a(x>0).

因为函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,

所以f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立.即

1
x
+2x-a≥0在(0,+∞)上恒成立.

所以

1
x
+2x≥a.

因为当x>0时,

1
x
+2x≥2
2
,当且仅当
1
x
=2x
,即x=
2
2
时等号成立.

所以a≤2

2
时.

故实数a的取值范围是:(-∞,2

2
].

(Ⅱ)令a=3,则f(x)=lnx+x2-3x.f(x)=

1
x
+2x-3=
2x2-3x+1
x
=
(2x-1)(x-1)
x

当x>1时,f′(x)>0,

所以f(x)在(1,+∞)上是增函数.

所以f(1+

1
n
)>f(1)=-2.

所以ln(1+

1
n
)+(1+
1
n
)2-3(1+
1
n
)>-2.

所以3(1+

1
n
)-(1+
1
n
)2<2+ln(1+
1
n
).

3an-

a2n
<2+ln(1+
1
n
).

所以3a1-a12<2+ln(1+1),3a2-

a22
<2+ln(1+
1
2
),3a3-
a23
<2+ln(1+
1
3
)

3an-

a2n
<2+ln(1+
1
n
).

所以3(a1+a2+…+an)-a12-a22-…-an2=(3a1-a12)+(3a2-a22)+…+(3an-an2<(2+ln

2
1
)+(2+ln
3
2
)+…+(2+ln
n+1
n
)<2n+ln(n+1).

故所证不等式成立.

单项选择题
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