问题
解答题
已知函数f(x)=x2+ax-(a+2)lnx-2 (1)当a=1时,求证:当x≥1时,f(x)≥0. (2)若a<-2,探求f(x)的单调区间. (3)求证:
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答案
(1)证明:∵a=1,x≥1时,f′(x)=
≥0,(2x+3)(x-1) x
∴f(x)在[1,+∞)为增函数,
∴f(x)≥f(1)=0;
(2)f′(x)=
(x>0)(2x+a+2)(x-1) x
∴a∈(-4,-2)时,函数的单调增区间为(0,-
),(1,+∞),单调减区间为(-a+2 2
,1);a+2 2
a=-4,函数的单调增区间为(0+∞);
a<-4时,函数的单调增区间为(0,1),(-
,+∞),单调减区间为(1,-a+2 2
);a+2 2
(3)证明:由(1)得:当x>1时,x2+x-2<3lnx,
∴
>lnx(x-1)(x+2) 3
∴
>1 lnx
-1 x-1 1 x+2
∴
>1 ln2
-1 2-1
,1 2+2
>1 ln3
-1 3-1
,1 3+2
>1 ln4
-1 4-1
,…,1 4+2
>1 lnn
-1 n-1 1 n+2
∴
+1 ln2
+1 ln3
+…+1 ln4
>(1+1 lnn
+1 2
)-(1 3
+1 n
+1 n+1
)=(1 n+2
-(11 6
+1 n
+1 n+1
)1 n+2