(理)已知f(x)=ax++2-2a(a>0)的图象在点(1,f(1))处的切线与直线y=2x+1平行.
(I)求a,b满足的关系式;
(II)若f(x)≥2lnx在[1,+∞)上恒成立,求a的取值范围;
(III)证明:…+>(n∈N+)
网友回答
(Ⅰ)解:求导函数,可得,根据题意f′(1)=a-b=2,即b=a-2????…3分
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,f(x)=ax++2-2a,
令g(x)=f(x)-2lnx=ax++2-2a-2lnx,x∈[1,+∞)
则g(1)=0,g′(x)=
①当0<a<1时,,
若1<x<,则g′(x)<0,g(x)在[1,+∞)减函数,所以g(x)<g(1)=0,即f(x)≥2lnx在[1,+∞)上恒不成立.
②a≥1时,,当x>1时,g′(x)>0,g(x)在[1,+∞)增函数,又g(1)=0,所以f(x)≥2lnx.
综上所述,所求a的取值范围是[1,+∞)?????…8分
(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知当a≥1时,f(x)≥2lnx在1,+∞)上恒成立.
取a=1得,令1得,
即
所以
上式中n=1,2,3,…,n,然后n个不等式相加得到…+>(n∈N+)…13分.
解析分析:(Ⅰ)求导函数,利用图象在点(1,f(1))处的切线与直线y=2x+1平行,可得f′(1)=a-b=2,即可求a,b满足的关系式;(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=ax++2-2a,构造新函数g(x)=f(x)-2lnx=ax++2-2a-2lnx,x∈[1,+∞)则g(1)=0,g′(x)=,比较对应方程根的大小,进行分类讨论,即可求得a的取值范围;(Ⅲ)当a≥1时,f(x)≥2lnx在1,+∞)上恒成立,再取a=1得,令1,从而可得,进而可得结论.
点评:本题考查导数知识的运用,考查恒成立问题,考查不等式的证明,解题的关键是正确求出导函数,构造新函数,利用函数的单调性解题.