已知函数f(x)=x-klnx,常数k>0.
(Ⅰ)若x=1是函数f(x)的一个极值点,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数g(x)=xf(x)在区间(1,2)上是增函数,求k的取值范围;
(Ⅲ)?设函数F(x)=,求证:F(1)F(2)F(3)…F(2n)>2n(n+1)n(n∈N*).
网友回答
(Ⅰ)解:求导函数,可得,因为x=1是函数f(x)的一个极值点,f′(1)=0,∴k=1,…(2分)
所以
令f′(x)>0,可得x∈(1,+∞)∪(-∞,0),令f′(x)<0,可得x∈(0,1)…(3分)
故函数F(x)的单调递增区间是(1,+∞),(-∞,0),单调递减区间是(0,1).…(4分)
(Ⅱ)解:因为函数g(x)=xf(x)在区间(1,2)上是增函数,则g′(x)=2x-k(1+lnx)≥0对x∈(1,2)恒成立,即对x∈(1,2)恒成立 ?…(5分)
令,则知对x∈(1,2)恒成立.…(6分)
所以在x∈(1,2)单调递增,hmin(x)>h(1)=2..….…(7分)
所以k≤2.(8分)
(Ⅲ)证明:F(x)==,F(1)F(2)F(3)…F(2n)=()()…()
因为()()=++>(2n-k)(k+1)+2=2n+2+2nk-k2-k=2n+2+k(2n-k-1)>2n+2.…(10分)
(k=0,1,2,3…n-1)
所以()()>2n+2,()()>2n+2,…,()()>2n+2,()()>2n+2.…(11分)
相乘,得:F(1)F(2)F(3)…F(2n)
=()()…()>(2n+2)n=2n(n+1)n.…(12分)
解析分析:(Ⅰ)求导函数,根据x=1是函数f(x)的一个极值点,可求k的值,令f′(x)>0,可得函数F(x)的单调递增区间,令f′(x)<0,可得单调递减区间;(Ⅱ)根据函数g(x)=xf(x)在区间(1,2)上是增函数,可得g′(x)=2x-k(1+lnx)≥0对x∈(1,2)恒成立,即对x∈(1,2)恒成立,令,求出最小值,即可求得k的取值范围;(Ⅲ)先证明()()>2n+2,再利用叠乘即可得到结论.
点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查恒成立问题,考查不等式的证明,解题的关键是分离参数,确定函数的最值.