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+
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答案
(Ⅰ)函数f(x)=lnx+x2-ax(x>0),则f′(x)=
+2x-a(x>0).1 x
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
+2x-a≥0在(0,+∞)上恒成立.1 x
所以
+2x≥a.1 x
因为当x>0时,
+2x≥21 x
,当且仅当2
=2x,即x=1 x
时等号成立.2 2
所以a≤2
时.2
故实数a的取值范围是:(-∞,2
].2
(Ⅱ)令a=3,则f(x)=lnx+x2-3x.f′(x)=
+2x-3=1 x
=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+
)>f(1)=-2.1 n
所以ln(1+
)+(1+1 n
)2-3(1+1 n
)>-2.1 n
所以3(1+
)-(1+1 n
)2<2+ln(1+1 n
).1 n
即3an-
<2+ln(1+a 2n
).1 n
所以3a1-a12<2+ln(1+1),3a2-
<2+ln(1+a 22
),3a3-1 2
<2+ln(1+a 23
),1 3
3an-
<2+ln(1+a 2n
).1 n
所以3(a1+a2+…+an)-a12-a22-…-an2=(3a1-a12)+(3a2-a22)+…+(3an-an2)<(2+ln
)+(2+ln2 1
)+…+(2+ln3 2
)<2n+ln(n+1).n+1 n
故所证不等式成立.