已知λ∈R,函数f(x)=lnx-λ(x?1)x+λ?1,其中x∈[1,+∞).(Ⅰ)当λ=2时,求f(x)的最小值;(Ⅱ
已知λ∈R,函数f(x)=lnx-λ(x?1)x+λ?1,其中x∈[1,+∞).(Ⅰ)当λ=2时,求f(x)的最小值;(Ⅱ)在函数y=lnx的图象上取点Pn(n,lnn)...
已知λ∈R,函数f(x)=lnx-λ(x?1)x+λ?1,其中x∈[1,+∞).(Ⅰ)当λ=2时,求f(x)的最小值;(Ⅱ)在函数y=lnx的图象上取点Pn(n,lnn)(n∈N*),记线段PnPn+1的斜率为kn,Sn=1k1+1k2+…+1kn.对任意正整数n,试证明:(ⅰ)Sn<n(n+2)2; (ⅱ)Sn>n(3n+5)6.
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(Ⅰ)λ=2时,f(x)=lnx?
(x≥1),
求导可得f′(x)=
?
=
≥0…(3分)
所以,f(x)在(1,+∞)单调递增,故f(x)的最小值是f(1)=0.…(5分)
(Ⅱ)依题意,kn=
=ln(1+
). …(6分)
(ⅰ)由(Ⅰ)可知,若取λ=2,则当x>1时f(x)>0,即lnx>
.
于是 ln(1+
)>
=
,即知
<
.…(8分)
所以 Sn=
<
=
. …(9分)
(ⅱ)取λ=3,则f(x)=lnx?
(x≥1),
求导可得f′(x)=
?
=
当x∈(1,2)时,f'(x)<0,故f(x)在(1,2)单调递减.
所以,x∈(1,2]时,f(x)<f(1)=0,即lnx<
.…(12分)
注意到,对任意正整数n,1+
∈(1,2],于是kn=ln(1+
2(x?1) |
x+1 |
求导可得f′(x)=
1 |
x |
2(x+1)?2(x?1) |
(x+1)2 |
(x?1)2 |
x(x+1)2 |
所以,f(x)在(1,+∞)单调递增,故f(x)的最小值是f(1)=0.…(5分)
(Ⅱ)依题意,kn=
ln(n+1)?lnn |
n+1?n |
1 |
n |
(ⅰ)由(Ⅰ)可知,若取λ=2,则当x>1时f(x)>0,即lnx>
2(x?1) |
x+1 |
于是 ln(1+
1 |
n |
2(1+
| ||
1+
|
2 |
2n+1 |
1 |
kn |
2n+1 |
2 |
所以 Sn=
n |
i=1 |
1 |
ki |
n |
i=1 |
2i+1 |
2 |
n(n+2) |
2 |
(ⅱ)取λ=3,则f(x)=lnx?
3(x?1) |
x+2 |
求导可得f′(x)=
1 |
x |
3(x+2)?3(x?1) |
(x+2)2 |
(x?1)(x?4) |
x(x+2)2 |
当x∈(1,2)时,f'(x)<0,故f(x)在(1,2)单调递减.
所以,x∈(1,2]时,f(x)<f(1)=0,即lnx<
3(x?1) |
x+2 |
注意到,对任意正整数n,1+
1 |
n |
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