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已知函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-.(I)求实数a的值及函数f(x)的单调

时间:2019-06-17 20:14:35

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已知函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-.(I)求实数a的值及函数f(x)的单调

问题补充:

已知函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-.

(I)求实数a的值及函数f(x)的单调区间;

(II)设g(x)=kx+1,对?x∈(0,+∞),f(x)≤g(x)恒成立,求实数k的取值范围;

(III)设bn=,证明:b1+b2+…+bn<1+ln2(n∈N*,n≥2).

答案:

(Ⅰ)解:由已知:(x>0),

∵函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-.

∴,∴a=1.

∴,

当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f?(x)为增函数,当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f?(x)为减函数,

∴f?(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).??…(5分)

(Ⅱ)解:?x∈(0,+∞),f?(x)≤g(x),即lnx-(k+1)x≤0恒成立,

设h(x)=lnx-(k+1)x,有.

①当k+1≤0,即k≤-1时,h′(x)>0,此时h(1)=ln1-(k+1)≥0与h(x)≤0矛盾.

②当k+1>0,即k>-1时,令h′(x)=0,解得,

∴,h′(x)>0,h(x)为增函数,,h′(x)<0,h(x)为减函数,

∴h(x)max=h=ln-1≤0,

即ln(k+1)≥-1,解得k≥.

综合k>-1,知k≥.

∴综上所述,k的取值范围为[,+∞).…(10分)

(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知f?(x)在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数,

∴f?(x)≤f?(1)=0,∴lnx≤x-1.

当n=1时,b1=ln(1+1)=ln2,

当n≥2时,有ln(n+1)<n,

∵bn=<=<=,

∴b1+b2+…+bn<b1++…+=ln2+(1-)<1+ln2.…(14分)

解析分析:(Ⅰ)求导数,利用函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-,可确定a的值,利用导数的正负,可得函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)?x∈(0,+∞),f?(x)≤g(x),即lnx-(k+1)x≤0恒成立,构造函数h(x)=lnx-(k+1)x,利用h(x)max≤0,即可求得k的取值范围;(Ⅲ)先证明当n≥2时,有ln(n+1)<n,再利用放缩法,裂项法,即可证得结论.

点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查恒成立问题,考查不等式的证明,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

已知函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-.(I)求实数a的值及函数f(x)的单调区间;(II)设g(x)=kx+1 对?x∈(0 +∞) f(x)≤

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