问题 解答题
已知函数f(x)=ex-ax-1(a为实数),g(x)=lnx-x.
(1)讨论函数f(x)的单调区间;
(2)求函数g(x)的极值;
(3)证明:
ln22
22
+
ln32
32
+…+
lnn2
n2
2n2-n-1
2(n+1)
(n∈N,n≥2).
答案

由已知,得f′(x)=ex-a,当a≤0时,f′(x)>0恒成立,函数f(x)在R上单调递增.

当a>0时,由f′(x)>0,可得x>lna,由f′(x)<0,可得x<lna,故函数f(x)在[lna,+∞)上单调递增,在(-∞,lna]上单调递减,

(2)函数g(x)的定义域为(0,+∞),g′(x)=

1
x
-1当0<x<1,g′(x)>0,当x>1,g′(x)<0,所以g(x)在x=1取得极大值g(1)=-1.

(3)由(2)知g(x)≤g(1)=-1.,即lnx-x≤-1,lnx≤x-1,(x>0),∵n∈N+,n≥2,∴lnn2≤n2-1,得到

lnn2
n2
n2-1
n2
=1-
1
n2

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

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

单项选择题
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