解答题已知函数.
(Ⅰ)若函数在区间(其中a>0)上存在极值,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)如果当x≥1时,不等式恒成立,求实数k的取值范围;
(Ⅲ)求证[(n+1)!]2>(n+1)?en-2(n∈N*).
网友回答
解:(Ⅰ)因为,x>0,则,
当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0.
所以f(x)在(0,1)上单调递增;在(1,+∞)上单调递减,
所以函数f(x)在x=1处取得极大值.
因为函数f(x)在区间(其中a>0)上存在极值,
所以,解得.
(Ⅱ)不等式,
即为,记,
所以,
令h(x)=x-lnx,则,∵x≥1,∴h′(x)≥0.
∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,∴[h(x)]min=h(1)=1>0,
从而g′(x)>0
故g(x)在[1,+∞)上也单调递增,
∴[g(x)]min=g(1)=2,所以k≤2
(3)由(2)知:恒成立,
即,
令x=n(n+1),则,
所以,
,,
.
叠加得:ln[1×22×32×
=
则1×22×32×n2×(n+1)>en-2,
所以[(n+1)!]2>(n+1)?en-2(n∈N*)解析分析:(Ⅰ)求出函数的极值,在探讨函数在区间(其中a>0)上存在极值,寻找关于a的不等式,求出实数a的取值范围;(Ⅱ)如果当x≥1时,不等式恒成立,把k分离出来,转化为求函数最值.(Ⅲ)借助于(Ⅱ)的结论证明不等式.点评:考查应用导数研究函数的极值最值问题,有关恒成立的问题一般采取分离参数,转化为求函数的最值问题,体现了转化的思想方法,证明数列不等式,借助函数的单调性或恒成立问题加以证明.属难题.