题目内容
【题目】已知函数发f(x)=(x+1)lnx﹣ax+2.
(1)当a=1时,求在x=1处的切线方程;
(2)若函数f(x)在定义域上具有单调性,求实数a的取值范围;
(3)求证: ,n∈N* .
【答案】
(1)解:当a=1时,f(x)=(x+1)lnx﹣x+2,(x>0),
f′(x)=lnx+ ,f′(1)=1,f(1)=1,
所以求在x=1处的切线方程为:y=x﹣1
(2)解:f′(x)=lnx+ +1﹣a,(x>0).
(i)函数f(x)在定义域上单调递减时,
即a≥lnx+ 时,令g(x)=lnx+ ,
当x>ea时,g′(x)>0,不成立;
(ii)函数f(x)在定义域上单调递增时,a≤lnx+ ;
令g(x)=lnx+ ,
则g′(x)= ,x>0;
则函数g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增;
所以g(x)≥2,故a≤2
(3)证明:由(ii)得当a=2时f(x)在(1,+∞)上单调递增,
由f(x)>f(1),x>1得(x+1)lnx﹣2x+2>0,
即lnx> 在(1,+∞)上总成立,
令x= 得ln > ,
化简得:ln(n+1)﹣lnn> ,
所以ln2﹣ln1> ,
ln3﹣ln2> ,…,
ln(n+1)﹣lnn> ,
累加得ln(n+1)﹣ln1> ,
即 ln(n+1),n∈N*命题得证
【解析】(1)求出函数的导数,计算f(1),f′(1),求出切线方程即可;(2)求出函数的导数,通过讨论函数递减和函数递增,从而求出a的范围即可;(3)令a=2,得:lnx> 在(1,+∞)上总成立,令x= ,得ln > ,化简得:ln(n+1)﹣lnn> ,对x取值,累加即可.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用利用导数研究函数的单调性的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减.