解答题已知函数,其中n∈N*,a为常数.(Ⅰ)当n=1时,函数f(x)在x=3取得极值

发布时间:2020-07-09 10:05:58

解答题已知函数,其中n∈N*,a为常数.
(Ⅰ)当n=1时,函数f(x)在x=3取得极值,求a值;
(Ⅱ)当a=1时,证明:对任意的正整数n,当x≥2时,有f(x)≤x-1.

网友回答

(Ⅰ)解:由已知得函数f(x)的定义域为{x|x>1},
当n=1时,,所以f′(x)=.
∵函数f(x)在x=3取得极值,
∴f′(3)=0
∴1-a+3a=0


∴函数在(1,3)上,f′(x)<0;在(3,+∞)上,f′(x)>0
∴时,函数f(x)在x=3取得极值
(Ⅱ)证明:当a=1时,
当x≥2时,对任意的正整数n,恒有,
故只需证明1+ln(x-1)≤x-1.
令h(x)=x-1-[1+ln(x-1)]=x-2-ln(x-1),x∈[2,+∞),
则,
当x≥2时,h'(x)≥0,故h(x)在[2,+∞)上单调递增,
因此当x≥2时,h(x)≥h(2)=0,即1+ln(x-1)≤x-1成立.
故当x≥2时,有.
即f(x)≤x-1.解析分析:(1)先确定函数的定义域,根据函数f(x)在x=3取得极值,可得f′(3)=0,从而可得a值,再验证导数为0的左右附近,导数符号改变即可;(2)欲证:“f(x)≤x-1”,当x≥2时,对任意的正整数n,恒有,故只需证明1+ln(x-1)≤x-1.令h(x)=x-1-[1+ln(x-1)]=x-2-ln(x-1),利用导函数,可得函数的单调性,从而有x≥2时,h(x)≥h(2)=0,故问题得证.点评:本题重点考查导数知识的运用,考查函数的极值,考查利用导数的单调性证明不等式,解题的关键是将证明对任意的正整数n,当x≥2时,有f(x)≤x-1转化为证明1+ln(x-1)≤x-1,有一定的难度.
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