问题 解答题
f(x)=|x-a|-lnx(a>0).
(1)若a=1,求f(x)的单调区间及f(x)的最小值;
(2)若a>0,求f(x)的单调区间;
(3)试比较
ln22
22
+
ln32
32
+…+
lnn2
n2
(n-1)(2n+1)
2(n+1)
的大小.(n∈N*且n≥2),并证明你的结论.
答案

(1)a=1,f(x)=|x-1|-lnx

当x≥1时,f(x)=x-1-lnx,f′(x)=1-

1
x
=
x-1
x
≥0

∴f(x)在区间[1,+∞)上是递增的.

(2)x<1时,f(x)=x-1-lnx,f′(x)=1-

1
x
<0

∴f(x)在区间(0,1)减的.

故a=1时f(x)在[1,+∞)上是递增的,减区间为(0,1),f(x)min=f(1)=0

a≥1  x>a f( x )=x-a-lnx,f′(x)=1-

1
x
=
x-1
x
≥0

f(x)在[a,+∞)上是递增的,

0<x<a,f(x)=-x+a-lnx,f′(x)=-1-

1
x
<0

∴f(x)在   (0,a)递减函数,

0<a<1,x≥af(x)=x-a-lnx

f′(x)=1-

1
x
=
x-1
x
,x>1,f′(x)>0,a<x<1,f′(x)<0

f(x)在[1,+∞)递增函数f(x)在[a,1)递减函数

0<x<a 时 f(x)=a-x-lnx,f′(x)=-1-

1
x
<0

∴f(x) 在  (0,a)递减函数

f(x)在[1,+∞)递减函数,(0,1)递减函数.

a≥1 时 f(x)在[a,+∞),(0,a)增函数.

0<a<1 时 f(x)在[1,+∞),(0,1)增函数.

(3)当a=1  x>1 时 x-1-lnx>0 

lnx
x
< 1-
1
x

ln22
22
+
ln32
32
+ …+
lnn2
n2
<1-
1
22
+1-
1
32
+…+1-
2
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
)=
(n-1)(2n+1)
2(n+1)

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题