解答题已知P(x,y)为函数y=1+lnx图象上一点,O为坐标原点,记直线OP的斜率k

发布时间:2020-07-09 09:32:12

解答题已知P(x,y)为函数y=1+lnx图象上一点,O为坐标原点,记直线OP的斜率k=f(x).
(I)若函数f(x)在区间(m>0)上存在极值,求实数m的取值范围;
(II)当?x≥1时,不等式恒成立,求实数t的取值范围;
(III)求证[(n+1)!]2>(n+1)?en-2(n∈N*).

网友回答

解:(Ⅰ)由题意,x>0,
所以,
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.
故f(x)在x=1处取得极大值.
因为函数f(x)在区间(其中m>0)上存在极值,
所以,解得.
故实数m的取值范围是.
(Ⅱ)由得,
令,则.
令h(x)=x-lnx,则,
因为x≥1,所以h'(x)≥0,故h(x)在[1,+∞)上单调递增.
所以h(x)≥h(1)=1>0,从而g'(x)>0,g(x)在[1,+∞)上单调递增,g(x)≥g(1)=2,
所以实数t的取值范围是(-∞,2].
(Ⅲ)由(Ⅱ)?知恒成立,
即?,
令x=n(n+1),则,
所以,,…,.
以上各式相加,=,
所以1×22×32×…×n2×(n+1)>en-2,
所以[(n+1)!]2>(n+1)?en-2(n∈N*).解析分析:(Ⅰ)由斜率公式求出k=f(x),求出导数f′(x),根据导数符号可判断f(x)的极值情况,要使函数f(x)在区间(其中m>0)上存在极值,须有极值点在该区间内,从而得不等式组,解出即可;(Ⅱ)由得,令,则问题转化为求函数g(x)的最小值问题,利用导数研究函数g(x)的单调性,由单调性即可求得其最小值;(Ⅲ)由(Ⅱ)?知恒成立,即?,令x=n(n+1),则,令n=1,2,3,…,n可得n个不等式,相加用裂项法化简后再变形即可得到结论;点评:本题考查利用导数研究函数的单调性、极值、最值,考查恒成立问题及不等式的证明,恒成立问题往往转化为求函数最值,解决本题(Ⅲ)问的关键是利用(Ⅱ)结论构造不等式.
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