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:
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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)=-1.1 x
(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
=1-n2-1 n2 1 n2
+ln22 22
+…+ln32 32
≤(1-lnn2 n2
)+(1-1 22
)+…(1-1 32
)=(n-1)-(1 n2
+1 22
+…+1 32
)<(n-1)-[1 n2
+1 2×3
+…+1 3×4
]1 n×(n+1)
=(n-1)-(
-1 2
)+1 3
-1 3
+…+(1 4
-1 n
)]=(n-1)-(1 n+1
-1 2
)=1 n+1 2n2-n-1 2(n+1)
即
+ln22 22
+…+ln32 32
<lnn2 n2 2n2-n-1 2(n+1)