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已知函数f(x)=lnx+x2-ax(a∈R). (I)求函数f(x)的单调区间...

已知函数f(x)=lnx+x2-ax(a∈R).
(I)求函数f(x)的单调区间;
(II)若f(x)≤2x2,求实数a的取值范围;
(III)求证:manfen5.com 满分网(n∈N*).
(1)先求出函数定义域,在定义域内解含参的不等式f′(x)>0,f′(x)<0; (2)函数f(x)≤2x2恒成立,即lnx-x2-ax≤0(x>0)恒成立.分离变量,得a≥-x恒成立,则只需a大于等于-x的最大值即可.用导数可求出-x的最大值. (3)构造函数r(x)=lnx-,用导数可判断其在(0,+∞)上单调递增,从而r(x)>r(1),再令x=1+,得到一不等式,n分别取1,2,…,n,再累加即可. 【解析】 f(x)的定义域为(0,+∞). (1)f′(x)==,令g(x)=2x2-ax+1,则g(0)=1. ①当a≤0时,g(x)>0,所以f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增; ②当a>0时,若△=a2-8≤0,即0<a≤2,g(x)≥0,所以f′(x)≥0,f(x)在(0,+∞)上单调递增; ③当a>0时,若△=a2-8>0,即a>时,令g(x)=0,得x=>0, 由g′(x)<0,即f′(x)<0,得<x<;由g′(x)>0,即f′(x)>0,得0<x<或x>. 此时,f(x)的单调减区间是(,),单调增区间(0,),(,+∞). 综上,当a≤时,f(x)的单调增区间是(0,+∞); 当a>时,f(x)的单调减区间是(,),单调增区间(0,),(,+∞). (2)由f(x)≤2x2,可得lnx-x2-ax≤0(x>0),则当x>0时,a≥-x恒成立, 令h(x)=-x(x>0),则h′(x)=-1=, 令k(x)=1-x2-lnx(x>0),则当x>0时,k′(x)=-2x-<0,所以k(x)在(0,+∞)上为减函数. 又k(1)=0,所以在(0,1)上,h′(x)>0;在(1,+∞)上,h′(x)<0. 所以h(x)在(0,1)上为增函数;在(1,+∞)上为减函数. 所以h(x)max=h(1)=-1,所以a≥-1. (3)令r(x)=lnx-,则r′(x)=-=>0,所以r(x)在(0,+∞)上单调递增, 当x>1时,r(x)>r(1),即lnx->0,lnx>,令x=1+,则有ln(1+)>=, 故ln(1+1)>,ln(1+)>,ln(1+)>,…,ln(1+)>,累加上式,得ln(n+1)>+++…+. 故(n∈N*).
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考点分析:
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