已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R).(Ⅰ)判断函数f(x)的单调性;(Ⅱ)若不等式f(x)<0在区间[12,2
已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R).(Ⅰ)判断函数f(x)的单调性;(Ⅱ)若不等式f(x)<0在区间[12,2]上恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅲ)比较(1+1...
已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R).(Ⅰ)判断函数f(x)的单调性;(Ⅱ)若不等式f(x)<0在区间[12,2]上恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅲ)比较(1+1)(1+13)(1+17)…(1+12n?1)与e3e2的大小(n∈N*且n≥2,e是自然对数的底数).
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(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞)
∵函数f(x)=ax-1-lnx,∴f′(x)=a?
=
①当a≤0时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(0,+∞)上是减函数;
②当a>0时,由f′(x)<0得0<x<
,由f′(x)>0得x>
,
∴函数f(x)在区间(0,
)上是减函数;函数f(x)在(
,+∞)上是增函数
(Ⅱ)不等式f(x)<0在区间[
,2]上恒成立,即a<
在区间[
,2]上恒成立
令g(x)=
,只需g(x)在区间[
,2]上的最小值g(x)min>a即可
求导函数g′(x)=
当
<x<1时,g′(x)>0,g(x)在(
,1)上单调递增;
当1<x<2时,g′(x),<0,g(x)在(1,2)上单调递减
∴g(x)在区间[
,2]上的最小值是g(
)与g(2)中的较小者
∵g(
)=2?2ln2,g(2)=
.
∴g(
)?g(2)=
ln
<0
∴g(
)<g(2)
∴g(x)在区间[
,2]上的最小值是g(
)=2?2ln2
∴a<2-2ln2
∴实数a的取值范围为(-∞,2-2ln2);
(Ⅲ)(1+1)(1+
)(1+
)…(1+
)<e
∵函数f(x)=ax-1-lnx,∴f′(x)=a?
1 |
x |
ax?1 |
x |
①当a≤0时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(0,+∞)上是减函数;
②当a>0时,由f′(x)<0得0<x<
1 |
a |
1 |
a |
∴函数f(x)在区间(0,
1 |
a |
1 |
a |
(Ⅱ)不等式f(x)<0在区间[
1 |
2 |
1+lnx |
x |
1 |
2 |
令g(x)=
1+lnx |
x |
1 |
2 |
求导函数g′(x)=
?lnx |
x2 |
当
1 |
2 |
1 |
2 |
当1<x<2时,g′(x),<0,g(x)在(1,2)上单调递减
∴g(x)在区间[
1 |
2 |
1 |
2 |
∵g(
1 |
2 |
1+ln2 |
2 |
∴g(
1 |
2 |
1 |
2 |
e3 |
32 |
∴g(
1 |
2 |
∴g(x)在区间[
1 |
2 |
1 |
2 |
∴a<2-2ln2
∴实数a的取值范围为(-∞,2-2ln2);
(Ⅲ)(1+1)(1+
1 |
3 |
1 |
7 |
1 |
2n?1 |
3 | e
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