已知函数f(x)=|x-a|-lnx(a∈R)
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解题思路:(I)f(x)=|x-a|-lnx的定义域为(0,+∞).a=1,f(x)=|x-1|-lnx,当x≥1时,

f

(x)=1−

1

x

x−1

x

≥0

,故f(x)在区间[1,+∞)上是递增函数,当0<x<1时,

f

(x)=−1−

1

x

<0

,故f(x)在区间(0,1)上是递减函数,由此能求出f(x)的单调区间及f(x)的最小值.

(II)分a≥1时,0<a<1时和a≤0时三种情况,分别计算f(x)的导数,并由f′(x)的符号讨论f(x)的单调区间.

(III)由a=1,知f(x)在(0,1)上递减,在[1,+∞)上递增,故x-1>lnx在x>1时成立.若n∈N*,n>1,则令x=[n+1/n−1]>1,则[2/n−1>ln

n+1

n−1],由此能够证明n∈N*时,

1+

1

2

+

1

3

+…+

1

n

1

2

ln

(n+1)(n+2)

2

(I)f(x)=|x-a|-lnx的定义域为(0,+∞).

a=1,f(x)=|x-1|-lnx,

当x≥1时,f(x)=x-1-lnx,

f′(x)=1−

1

x=

x−1

x≥0,

∴f(x)在区间[1,+∞)上是递增函数,

当0<x<1时,f(x)=1-x-lnx,

f′(x)=−1−

1

x<0,

∴f(x)在区间(0,1)上是递减函数,

故a=1时,f(x)的增区间为[1,+∞),减区间为(0,1),

f(x)min=f(1)=0.

(II)若a≥1时,当x≥a时,f(x)=x-a-lnx,f′(x)=1−

1

x=

x−1

x≥0,

则f(x)在区间[a,+∞)上是递增的;

当0<x<a时,f(x)=a-x-lnx,f′(x)=−1−

1

x<0,

∴f(x)在区间(0,a)上是递减的,

若0<a<1,当x≥a时,f(x)=x-a-lnx,

f′(x)=1−

1

x=

x−1

x,x>1,f′(x)>0,a<x<1,f′(x)<0,

则f(x)在区间[1,+∞)上是递增的,f(x)在区间[a,1)上是递减的.

当0<x<a时,f(x)=a-x-lnx,f′(x)=−1−

1

x<0,

f(x)在区间(0,a)上是递减的,

而f(x)在x=a处连续,

则f(x)在区间[1,+∞)上是递增的,在区间(0,1)上是递减的,

若a≤0,f(x)=x-lnx,f′(x)=1−

1

x=

x−1

x,x>1,f′(x)>0,0<x<1,f′(x)<0,

则f(x)在区间[1,+∞)上是递增的,f(x)在区间(0,1)上是递减的.

综上所述,

当a≥1时,

a≤0,f(x)=x-lnx,

f(x)的增区间是[a,+∞),减区间是(0,a).

当a<1时,f(x)的递增区间是{1,+∞),减区间是(0,1).

(III)由(I)知:a=1

f(x)在(0,1)上递减,在[1,+∞)上递增.

∴x>1时,f(x)=x-1-lnx>f(1)=0,

即x-1>lnx在x>1时成立.

若n∈N*,n>1,则令x=[n+1/n−1]>1,

则[n+1/n−1−1>ln

n+1

n−1],

即[2/n−1>ln

n+1

n−1],

∴[2/2−1+

2

3−1+…+

2

n]

>ln

2+1

2−1+ln

3+1

3−1+…+ln

n+2

n

=ln[n+2/2n],

∴n∈N*,n>1时,1+[1/2+

1

3+…+

1

n>

1

2ln

(n+1)(n+2)

2],

∵n=1时,不等式即为1>

1

2ln3=ln

3成立,

故n∈N*时,1+

1

2+

1

3+…+

1

n>

1

2ln

(n+1)(n+2)

2.

点评:

本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查利用导数求函数最值的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,易错点是计算量大,容易失误,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.

1年前

4

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