)求证:不等式ln n+1 n > n−1 n3 (n∈N*)恒成立与存在性问题.

已知函数f(x)=lnx-kx+1.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围;(3)证明:ln[2o3o4o…(n+1)]2≤n(n+1)(n∈N,n>1)【考点】;;.【专题】函数思想;综合法;导数的综合应用.【分析】(1)由函数f(x)的定义域为(0,+∞),而f′(x)=-k.能求出函数f(x)的单调区间.(2)由(1)知k≤0时,f(x)在(0,+∞)上是增函数,而f(1)=1-k>0,f(x)≤0不成立,故k>0,又由(1)知f(x)的最大值为f(),由此能确定实数k的取值范围;(3)根据lnx≤x-1,得到ln2+ln3+ln4+…+ln(n+1)≤1+2+3+…+n,整理即可.【解答】解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-k.当k≤0时,f′(x)=-k>0,f(x)在(0,+∞)上是增函数;当k>0时,若x∈(0,)时,有f′(x)>0,若x∈(,+∞)时,有f′(x)<0,则f(x)在(0,)上是增函数,在(,+∞)上是减函数.(2)由(1)知k≤0时,f(x)在(0,+∞)上是增函数,而f(1)=1-k>0,f(x)≤0不成立,故k>0,又由(1)知f(x)的最大值为f(),要使f(x)≤0恒成立,则f()≤0即可,即-lnk≤0,得k≥1;(3)由(2)得:k=1时,lnx≤x-1,令x=2,3,4,…,n+1,则ln2<2-1=1,ln3<3-1=2,ln4<4-1=3,…,ln(n+1)<(n+1)-1=n,左右两边分别相加得:ln2+ln3+ln4+…+ln(n+1)≤1+2+3+…+n,∴ln(2o3o4…(n+1))≤,∴ln[2o3o4o…(n+1)]2≤n(n+1)(n∈N,n>1).【点评】本题考查函数单调区间的求法,确定实数的取值范围,渗透了分类与整合的数学思想,培养学生的抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力和创新意识.声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。答题:老师 难度:0.60真题:1组卷:0
解析质量好中差
&&&&,V2.26469已知函数f(x)=(x>0)(1)当x>0时,f(x)>恒成立,求正整数k的最大值;(2)求证:(1+1o2)(1+2o3)(1+3o4)…(1+n(n+1))>e2n-3(n∈N*).
(1)∵f(x)=(x>0)∴f(x)>可化为>,即(x+1)>k,令f(x)=(x+1),则2=2,令h(x)=x-1-ln(x+1),则,∵x>0,∴>0,∴f′(x)在(0,+∞)上单调递增,又∵f′(2)=,f′(3)=>0,∴在(2,3)上存在x0使f′(x0)=0,即ln(x0+1)=x0-1,当x∈(0,x0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,∴0)=1+ln(x0+1)x0(x0+1)=x0+1,∵3<x0+1<4,∴正整数k的最大值是3.(2)由(1)可知,(x+1)>3,∴=2->2-.∴ln(1+n(n+1))>2-.∴ln(1+1o2)+ln(1+2o3)+ln(1+3o4)…+ln(1+n(n+1))>2-+2-+…+2-=2n-3(++…+)=2n-3(-+-+…+-)=2n-3(1-)>2n-3.∴(1+1o2)(1+2o3)(1+3o4)…(1+n(n+1))>e2n-3.
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(1)将不等式f(x)>转化为(x+1)>k,构造函数f(x)=(x+1),利用导数研究函数单调性并确定其最值.从而得到正整数k的最大值.(2)根据(1)的结论得到ln(1+n(n+1))>2-,从而可得ln(1+1o2)+ln(1+2o3)+ln(1+3o4)…+ln(1+n(n+1))>2-+2-+…+2-,利用裂项相消法求和即可证明不等式.
本题考点:
导数在最大值、最小值问题中的应用.
考点点评:
本题考查导数在函数单调性、最值中的应用,以及放缩法证明不等式的技巧,属于难题.
扫描下载二维码证明:对任意的正整数n,不等式ln(e^n+1)&n+1/e^n恒成立_百度知道
证明:对任意的正整数n,不等式ln(e^n+1)&n+1/e^n恒成立
令f(n)=ln(e^n+1)-n-e^-nf'(n)=e^n/(e^n+1)-1+1/e^n=1/(e^n+1)·e^n 恒大于0∴f(n)单调递增∵lim(n→+∞)f(n)=n-n=0∴f(n)&0∴不等式ln(e^n+1)&n+1/e^n恒成立
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出门在外也不愁证明:对任意正整数n,不等式ln(n+1)/n<(n+1)/(n^2)
令f(x)=xln(x+1)-xlnx-(x+1)/x,x>=1.则f'(x)=ln(x+1)-lnx+x/(x+1)-1+1/x^2,f''(x)=1/(x+1)-1/x+1/(x+1)^2-2/x^3=-1/【(x+1)x】+1/(x+1)^2-2/x^3=-1/【x(x+1)^2】-2/x^3<0于是f'(x)是递减函数,注意到lim (x趋于无穷)f'(x)=lim ln(1+1/x)+1/x^2-1/(x+1)=0,因此f'(x)>0对任意的x>=1.故f(x)是递增函数,但lim (x趋于无穷)f(x)=lim 【xln(1+1/x)-(x+1)/x】=0,于是f(x)<0对所有的x成立.即有ln(1+1/x)=1时.令x取正整数即可.
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扫描下载二维码证明对任意的正整数n,不等式ln(1/n+1)>1/n^2-1/n^3都成立 为什么证明对任意的正整数n,不等式ln(1/n+1)>1/n^2-1/n^3都成立 为什么a=-1,下一步又是怎么来的?g(x)是怎么来的?
你这题应该是一道大题里面的一个小题,所以才会有a=-1和g(x)g(x)应该是题目给出的一个函数,辅助证明这道题的&如果不知道,自己也可以根据题目构造然后利用单调性证明&过程如下图:&
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