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2021-05-02 18:43:25 字數 1444 閱讀 5454

1樓:懷念通往寂寞橋

已知函式f(x)=ax-lnx.(a為常數)

(1)當a=1時,求函式f(x)的最值;

(2)求函式f(x)在[1,+∞)上的最值;

(3)試證明對任意的n∈n*都有 ln(1+1n)n<1.考點:利用導數求閉區間上函式的最值;利用導數研究函式的單調性.專題:計算題;綜合題.分析:

(1)把a=1代入求出其導函式,得出其在定義域上的單調性即可求出函式f(x)的最值;

(2)先求出其導函式 fʹ(x)=a-1x,通過討論a的取值得出函式在[1,+∞)上的單調性,進而求出函式f(x)在[1,+∞)上的最值;

(3)先由(1)知對任意的x∈(0,+∞)都有x-lnx≥1,即x-1≥lnx,再令x= n+1n代入x-1≥lnx即可證明結論.解答:解:(1)當a=1時,函式f(x)=x-lnx,,x∈(0,+∞)

∵ fʹ(x)=1-1x,令f'(x)=0得x=(12分)

∵當x∈(0,1)時,f'(x)<0∴函式f(x)在(0,1)上為減函式

∵當x∈(1,+∞)時f'(x)>0∴函式f(x)在(1,+∞)上為增函式

∴當x=1時,函式f(x)有最小值,f(x)最小值=f(1)=1(4分)

(2)∵ fʹ(x)=a-1x,

若a≤0,則對任意的x∈[1,+∞)都有f'(x)<0,∴函式f(x)在[1,+∞)上為減函式

∴函式f(x)在[1,+∞)上有最大值,沒有最小值,f(x)最大值=f(1)=a;(6分)

若a>0,令f'(x)=0得 x=1a

當0<a<1時, 1a>1,當 x∈(1,1a)時f'(x)<0,函式f(x)在 (1,1a)上為減函式

當 x∈(1a,+∞)時f'(x)>0∴函式f(x)在 (1a,+∞)上為增函式

∴當 x=1a時,函式f(x)有最小值, f(x)最小值=f(1a)=1-ln1a(8分)

當a≥1時, 1a≤1在[1,+∞)恒有f'(x)≥0

∴函式f(x)在[1,+∞)上為增函式,函式f(x)在[1,+∞)有最小值,f(x)最小值=f(1)=a.(9分)

綜上得:當a≤0時,函式f(x)在[1,+∞)上有最大值,f(x)最大值=a;

當0<a<1時,函式f(x)有最小值, f(x)最小值=1-ln1a;

當a≥1時,函式f(x)在[1,+∞)有最小值,f(x)最小值=a.(10分)

(3)證明:由(1)知函式f(x)=x-lnx在(0,+∞)上有最小值1

即對任意的x∈(0,+∞)都有x-lnx≥1,即x-1≥lnx,(12分)

當且僅當x=1時「=」成立

∵n∈n*∴ n+1n>0且 n+1n≠1

∴ n+1n-1>lnn+1n⇔1n>lnn+1n⇔1>nln(1+1n)⇔1>ln(1+1n)n

∴對任意的n∈n*都有 ln(1+1n)n<1.(14分

2樓:丶8離8棄

i don,t no

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