题目内容
已知
,函数
(其中e为自然对数的底数).
(Ⅰ)求函数f(x)在区间
上的最小值;
(Ⅱ)设数列{an}的通项
,Sn是前n项和,证明:
.
(Ⅰ)解:求导函数,令其等于0,即
,可得x=a
若a≥e时,函数f(x)在区间(0,e]是减函数,
∴f(x)min=f(e)=
;
0<a<e时,函数f(x)在区间(0,a]是减函数,[a,e]是增函数,
∴f(x)min=f(a)=lna;
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)可知,a=1时,函数f(x)在定义域的最小值为0,
∴lnx>1-
在[1,+∞)上成立
令x=
得 ln(k+1)-lnk>
令k=1,2,3,…,(n-1),
可得ln2-ln1>
,ln3-ln2>
,…,lnn-ln(n-1)>
∵数列{an}的通项an=
,Sn是前n项和,
∴叠加,可得Sn-1<lnn(n≥2)
若a≥e时,函数f(x)在区间(0,e]是减函数,
∴f(x)min=f(e)=
0<a<e时,函数f(x)在区间(0,a]是减函数,[a,e]是增函数,
∴f(x)min=f(a)=lna;
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)可知,a=1时,函数f(x)在定义域的最小值为0,
∴lnx>1-
令x=
令k=1,2,3,…,(n-1),
可得ln2-ln1>
∵数列{an}的通项an=
∴叠加,可得Sn-1<lnn(n≥2)
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