已知函数f(x)=1?xax+lnx(1)若函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,求正实数a的取值范围;(2)讨论函数f

2025-06-26 05:21:39
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回答1:

(1)∵f(x)=

1?x
ax
+lnx∴f'(x)=
ax?1
ax2
(a>0)…1
∵函数f(x)在[1,+∞)上为增函数∴f'(x)=
ax?1
ax2
≥0对x∈[1,+∞)恒成立
ax-1≥0对x∈[1,+∞)恒成立,即a≥
1
x
对x∈[1,+∞)恒成立∴a≥1  (4分)
(2)∵a≠0f′(x)=
a(x?
1
a
)
ax2
x?
1
a
x2
,x>0

当a<0时,f'(x)>0对x∈(0,+∞)恒成立,∴f(x)的增区间为(0,+∞)…5
当a>0时,f′(x)>0?x>
1
a
f′(x)<0?x<
1
a

∴f(x)的增区间为(
1
a
,+∞)
,减区间为(0,
1
a
)…6
(3)当a=1时,f(x)=
1?x
x
+lnx
,f'(x)=
x?1
x2
,故f(x)在[1,+∞)上为增函数.
当n>1时,令x=
n
n?1
,则x>1,故f(x)>f(1)=0…8
∴f(
n
n?1
)=
1?
n
n?1
n
n?1
+ln
n
n?1
=-
1
n
+ln
n
n?1
>0,即ln
n
n?1
1
n

∴lnn>ln
2
1
+ln
3
2
+…+ln
n
n?1
1
2
+
1
3
+
1
4
+…+
1
n