设函数f(x)=(x-1)2+blnx,其中b为常数.(1)当b>时,判断函数f(x)在定义域上的单调性;(2)当b≤0时,求f(x)的极值点并判断是极大值还是极小值

发布时间:2020-07-31 14:56:27

设函数f(x)=(x-1)2+blnx,其中b为常数.
(1)当b>时,判断函数f(x)在定义域上的单调性;
(2)当b≤0时,求f(x)的极值点并判断是极大值还是极小值;
(3)求证对任意不小于3的正整数n,不等式<ln(n+1)-lnn<都成立.

网友回答

(1)解:由题意知,f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=
∴当b>时,f'(x)>0,函数f(x)在定义域(0,+∞)上单调递增;
(2)解:当b≤0时,f′(x)=0有两个不同解,,
∵≤0,,∴舍去x1,
此时?f'(x),f(x)随x在在定义域上的变化情况如下表:
x(0,x1)x2(x2,+∞)f′(x)-0+f(x)减极小值增由此表可知:b≤0时,f(x)有惟一极小值点,
(3)证明:由(2)可知当b=-1时,函数f(x)=(x-1)2-lnx,此时f(x)有惟一极小值点:x=
且x∈(0,)时,f'(x)<0,f(x)在(0,)为减函数.
∵当n≥3时,0<1<1+≤<
∴恒有f(1)>f(1+),即恒有0>-ln(1+)=-[ln(n+1)-lnn].
∴当n≥3时,恒有ln(n+1)-lnn>
令函数h(x)=(x-1)-lnx(x>0)则h′(x)=
∴x>1时,h′(x)>0,又h(x)在x=1处连续,
∴x∈[1,+∞)时,h(x)为增函数
∵n≥3时,1<1+,∴h(1+)>h(1),即
∴ln(n+1)-lnn=ln(1+)<
综上,对任意不小于3的正整数n,不等式<ln(n+1)-lnn<都成立.
解析分析:(1)先确定f(x)的定义域,求出f(x)的导函数,进而导函数大于0,可得函数在定义域内单调递增;(2)令f(x)的导函数等于0,求出此时符合定义域的解,然后利用这个解把(0,+∞)分成两段,讨论导函数的正负得到函数f(x)的增减性,根据f(x)的增减性即可得到函数的唯一极小值;(3)确定f(x)在(0,)为减函数,根据当n≥3时,0<1<1+≤<,可得当n≥3时,恒有ln(n+1)-lnn>;令函数h(x)=(x-1)-lnx(x>0),则x∈[1,+∞)时,h(x)为增函数,由此可知结论成立.

点评:本题考查学生会利用导函数的正负判断函数的单调性,并根据函数的单调性得到函数的极值,掌握导数在最值问题中的应用,是一道综合题,有一定的难度.
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