已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1.
(1)求函数f(x)的单调区间;???
(2)若f(x)≤0恒成立,求实数k的取值范围;
(3)证明:(n>1,n∈N*)
网友回答
(1)解:f(x)的定义域为(1,+∞),,
当k≤0时,>0,函数f(x)的递增区间为(1,+∞),
当k>0时,由>0,得:,函数f(x)的递增区间为,
由<0,得:x>,函数f(x)的递减区间为;
(2)由f(x)≤0,即ln(x-1)-k(x-1)+1<0得,,
令,则,
∴当x∈(1,2)时,y′>0,函数递增;当x∈(2,+∞)时,y′<0,函数递减.∴当x=2时函数取得最大值为1,∴k≥1;
(3)由(1)可知若k=1,当x∈(2,+∞)时有f(x)<0,∴ln(x-1)-(x-1)+1<0,
即ln(x-1)<x-2,即有lnx<x-1(x>1),
令x=n,则lnn<n-1,
∴ln2+ln3+…+lnn<(2-1)+(3-1)+…+(n-1)=(2+3+…+n)-(n-1)
==(n>1,n∈N*).
解析分析:(1)求出函数的导函数,然后分k≤0和k>0讨论函数的单调区间;(2)把函数f(x)的解析式代入f(x)≤0,变形后把变量k分离出来,得到,然后利用导函数求不等式右边的最大值,则实数k的取值范围可求;(3)由(1)可知,若k=1,当x∈(2,+∞)时有f(x)<0,由此得到lnx<x-1(x>1),依次取x的值为2,3,…,n,累加后利用分组求和可证不等式.
点评:本题考查了利用导数研究函数的单调性,考查了利用导数求函数的最值,训练了分离变量法,(3)中不等式的证明是该题的难点所在,考查了学生灵活处理问题和解决问题的能力,此题是有一定难度题目.