已知函数f(x)=1-
(Ⅰ)当a=1时,求函数g(x)=f(x)-2x的单调区间; (Ⅱ)若函数f(x)在区间(0,2)上无极值,求a的取值范围; (Ⅲ)已知n∈N*且n≥3,求证:ln
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(I)当a=1时,g(x)=1-2x-
+ln1 x
,其定义域为(0,+∞),g′(x)=-2+1 x
-1 x2
=1 x
=-2x2-x+1 x2
,,-(2x-1)(x+1) x2
令g′(x)>0,并结合定义域知x∈(0,
); 令g′(x)<0,并结合定义域知x∈(1 2
,+∞);1 2
故g(x)的单调增区间为(0,
);单调减区间为(1 2
,+∞).1 2
(II)f′(x)=
-a x2
=1 x
,a-x x2
(1)当f′(x)≤0即a≤x在x∈(0,2)上恒成立时,a≤0,此时f(x)在(0,2)上单调递减,无极值;
(2)当f′(x)≥0即a≥x在x∈(0,2)上恒成立时,a≥2,此时f(x)在(0,2)上单调递增,无极值.
综上所述,a的取值范围为(-∞,0]∪[2,+∞).
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当a=1时,f′(x)=
,当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;1-x x2
当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
∴f(x)=1-
+ln1 x
在x=1处取得最大值0.1 x
即f(x)=1-
+ln1 x
≤0,1 x
∴ln
≤1 x
,令x=1-x x
(0<x<1),则lnn n+1
<n+1 n
,即ln(n+1)-lnn<1 n
,1 n
∴ln
=ln(n+1)-ln3=[ln(n+1)-lnn]+[lnn-ln(n-1)]+…+(ln4-ln3)n+1 3
<
+1 n
+1 n-1
+…+1 n-2
.1 3
故ln
<n+1 3
+1 3
+1 4
+…+1 5
.1 n