已知函数f(x)=1x−alnx.(a∈R)
1个回答

解题思路:(1)利用导数与函数单调性的关系即可得出;

(2)利用导数研究其单调性,对分类讨论即可得出;

(3)对已知两边去对数得到:

(1+

1

n

)

n+1

>e⇔(n+1)ln(1+

1

n

)>1⇔ln(1+

1

n

)>

1

n+1

,令

1+

1

n

=x

,(1<x≤2)通过换元,只需证lnx>1-[1/x](1<x≤2),利用(1)的结论即可得出.

(1)当a=-1时,f(x)=

1

x+lnx,x∈(0,+∞),

则f′(x)=−

1

x2+

1

x=

x−1

x2,

∵当0<x<1时,f'(x)<0,当x>1时,f'(x)>0.

∴函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.

(2)∵f′(x)=−

1

x2−

a

x=−

ax+1

x2,

①当a≥0时,∵x∈(0,e],∴ax+1>0⇒f'(x)<0,

函数f(x)在(0,e]上单调递减,∴f(x)min=f(e)=

1

e−a.

②当a<0时,令f'(x)=0得x=−

1

a,

当−

1

a<e,即a<−

1

e时,对x∈(0,−

1

a),有f'(x)<0;即函数f(x)在(0,−

1

a)上单调递减;

对x∈(−

1

a,e],有f'(x)>0,即函数f(x)在(−

1

a,e]上单调递增;

∴f(x)min=f(−

1

a)=−a−aln(−

1

a);

当−

1

a≥e,即a≥−

1

e时,对x∈(0,e]有f'(x)<0,即函数f(x)在(0,e]上单调递减;

∴f(x)min=f(e)=

1

e−a;

综上得f(x)min=

1

e−a(a≥−

1

e)

−a−aln(−a)(a<−

1

e)

(3)证明:(1+

1

n)n+1>e⇔(n+1)ln(1+

1

n)>1⇔ln(1+

1

n)>

1

n+1,

令1+

1

n=x,(1<x≤2),则[1/n+1=1−

1

x],

∴要证ln(1+

1

n)>

1

n+1只需证lnx>1−

1

x(1<x≤2),

由(1)知当a=-1时,f(x)min=f(1)

∴f(x)=

1

x+lnx≥f(1)=1,即lnx≥1−

1

x,

∵1<x≤2,∴上式取不到等号,即lnx>1−

1

x,

∴(1+

1

n)n+1>e.

点评:

本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题考查了利用导研究函数的单调性、分类讨论、恒成立问题的等价转化、换元法等基础知识与基本技能方法,属于难题.