已知函数f(x)=ax+[a−1/x]-lnx.

已知函数f(x)=ax+[a−1/x]-lnx.
(1)当a≤[1/2]时,试讨论函数f(x)的单调性;
(2)证明:对任意的n∈N+,有[ln1/1]+[ln2/2]+…+
ln(n−1)
n−1
+[lnn/n]<
n2
2(n+1)
万里追情 1年前 已收到1个回答 举报

lq_42 幼苗

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解题思路:(1)分类讨论,利用导数的正负,可得函数f(x)的单调性;
(2)证明lnn≤[1/2](n-[1/n]),可得[lnn/n]≤[1/2](1-
1
n2
),利用放缩法、裂项求和,即可证明结论.

(1)∵f(x)=ax+[a−1/x]-lnx,
∴f′(x)=
(x−1)(ax+a−1)
x(x>0)
①a≤0时,f(x)在(0,1)是增函数,在(1,+∞)是减函数;
②0<a<[1/2]时,f(x)在(0,1),([1−a/a],+∞)是增函数,在(1,[1−a/a])是减函数;
③a=[1/2]时,f(x)在(0,+∞)是增函数;
(2)证明:由(1)知a=[1/2]时,f(x)在(0,+∞)是增函数.
x≥1时,f(x)≥f(1)=0,
∴lnx≤[1/2](x-[1/x]),
∴lnn≤[1/2](n-[1/n]),
∴[lnn/n]≤[1/2](1-[1
n2),

1
n2>
1
n(n+1)=
1/n]-[1/n+1],
∴[ln1/1]+[ln2/2]+…+
ln(n−1)
n−1+[lnn/n]<[1/2][n-(1-[1/2]+[1/2]-[1/3]+…+[1/n]-

点评:
本题考点: 不等式的证明;函数单调性的判断与证明;数列的求和.

考点点评: 本题是中档题,考查函数的导数的应用,不等式的综合应用,考查计算能力,转化思想的应用.

1年前

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