已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1
(1)求函数f(x)的极值点.
(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围.
(3)证明:+…+(n∈N,n>1).
网友回答
解:(1)f(x)的定义域为(1,+∞),f′(x)=-k.
当k≤0时,∵x-1>0,∴f′(x)>0,则f(x) 在(1,+∞)上是增函数.
f(x)在(1,+∞)上无极值点.
当 k>0时,令f′(x)=0,则 x=1+. 所以当x∈(1,1+?)时,f′(x)=-k>-k=0,
∴f(x)在∈(1,1+?)上是增函数,
当x∈(1+,+∞) 时,f′(x)=-k<-k=0,∴f(x)在∈(1+,+∞)? 上是减函数.
∴x=1+?时,f(x)取得极大值.?
综上可知,当 k≤0时,f(x)无极值点;? 当k>0时,f(x)有唯一极值点 x=1+.
(2)由1)可知,当k≤0时,f(2)=1-k>0,f(x)≤0 不成立.
故只需考虑k>0.
由1)知,f(x)max=f(1+?)=-lnk,
若f(x)≤0 恒成立,只需 f(x)max=f(1+?)=-lnk≤0 即可,
化简得:k≥1.所以,k 的取值范围是[1,+∞).
3)由2)知,当k=1时,lnx<x-1,x>1.
∴lnn3<n3-1=(n-1)(n2+n+1)<(n-1)(n+1)2.
∴<,n∈N,n>1.
∴+…+<?(3+4+5+…+n+1)=×(n-1)
=,n∈N,n>1.
解析分析:(1)f′(x)=-k,当k≤0时,由 x-1>0,得 f′(x)>0,则f(x) 在(1,+∞)上是增函数,f(x)在(1,+∞)上无极值点.当 k>0时,有倒数的符号可得f(x)在∈(1,1+?)上是增函数,f(x)在∈(1+,+∞)? 上是减函数,故 x=1+?时,f(x)取得极大值. (2)由 1)可知只需考虑k>0,f(x)max=f(1+?)=-lnk≤0即可,化简得:k≥1.(3)由2)知,当k=1时,lnx<x-1,x>1,可得lnn3<n3-1=(n-1)(n2+n+1)<(n-1)(n+1)2,故<,故? +…+<?(3+4+5+…+n+1)=×(n-1),从而得出结果.
点评:本题考查利用导数求函数的极值,函数的恒成立问题,不等式的证明,体现了分类讨论的数学思想,不等式的放缩,是解题的难点.