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高中数学试题
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已知函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-. (I)求实数a的值...
已知函数f(x)=lnx-ax+1在x=2处的切线斜率为-
.
(I)求实数a的值及函数f(x)的单调区间;
(II)设g(x)=
,对∀x
1
∈(0,+∞),∃x
2
∈(-∞,0)使得f(x
1
)≤g(x
2
)成立,求正实数k的取值范围;
(III)证明:
+
+…+
<
(n∈N
*
,n≥2)•
(Ⅰ)由f′(2)=-可求得a值,在定义域内解不等式f′(x)>0,f′(x)<0可求单调区间. (Ⅱ)该问题可转化为解不等式f(x)max<g(x)max,进而转化为求函数的最值问题. (Ⅲ)要证明++…+<(n∈N*,n≥2),只须证,即证,由f(x)的最大值得到一不等式,以此对该不等式左边各项进行放缩求和即可. 【解析】 (Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞). 由已知得:f′(x)=-a,f′(2)=-a=-,解得a=1. 于是f′(x)=-1=,当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f (x)为增函数, 当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f (x)为减函数, 即f (x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞). (Ⅱ)由(Ⅰ)知,∀x1∈(0,+∞),f (x1)≤f (1)=0,即f (x1)的最大值为0, 由题意知:对∀x1∈(0,+∞),∃x2∈(-∞,0)使得f (x1)≤g(x2)成立, 只须f (x)max≤g(x)max. ∵g(x)==x++2k=-(-x+)+2k≤-2+2k,∴只须-2≥0,解得k≥1. 故k的取值范围[1,+∞). (Ⅲ)要证明:++…+<(n∈N*,n≥2)• 只须证, 即证, 由(Ⅰ)知,当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f (x)为减函数, ∴f (x)=lnx-x+1≤f(1)=0,即lnx≤x-1, ∴当n≥2时,lnn2<n2-1, 1-=1-, (1-+)+(1-+)+…+(1-) =n-1-+=, ∴++…+<.
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考点分析:
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1
=a
1
,bn+1=
f(b
n
),求数列{
}的通项公式;
(III)设t=
,对(II)中的数列{a
n
},在数列{a
n
}的任意相邻两项a
k
与a
k+1
之间插入k个
(k∈N
*
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,
,a
2
,
,
,a
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,
,
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1
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3
,a
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n
}的通项公式;
(II)若{b
n
}为等比数列,且b
5
•b
6
+b
4
•b
7
=a
8
,记T
n
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