已知函数f(x)=alnx-ax-3(a∈R,a≠0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)求证:ln22×ln33×ln44

2025-06-24 17:25:50
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回答1:

(Ⅰ)由于f′(x)=

a(1?x)
x
(x>0),…(2分)
①当a>0时,易知,当0<x<1时,f'(x)>0,当x>1时,f'(x)<0;
所以f(x)的单调递增区间为(0,1),递减区间为(1,+∞);…(4分)
②当a<0时,同理可知f(x)的单调递减区间为(0,1),递增区间为(1,+∞);…(6分)
(Ⅱ)要证
ln2
2
×
ln3
3
×
ln4
4
×…
lnn
n
1
n
(n≥2,n∈N*)
成立;
只须证
lnn
n
n?1
n
(n≥2,n∈N*,)
即证lnn<n-1(n≥2,n∈N*,)
下面证明此式.
证明:令a=1此时f(x)=lnx-x-3,所以f(1)=-4,
由(I)知f(x)=lnx-x-3在(1,+∞)上单调递减,
∴当x∈[1,+∞)时f(x)<f(1),即lnx-x+1<0,
∴lnx<x-1对一切x∈(1,+∞)成立,(12分)
∵n≥2,n∈N*,则有0<lnn<n-1,
故结论成立.