已知函数f(x)=|x-1|-lnx. (1)求函数f(x)的单调区间及f(x)的最小值; (2)试比较:ln2222+ln3232+…+lnn2n2与(n−1)(2n+1)2(n+1)的大小(n∈N*,且n≥2),并证明你的结论.

已知函数f(x)=|x-1|-lnx.
(1)求函数f(x)的单调区间及f(x)的最小值;
(2)试比较:
ln22
22
+
ln32
32
+…+
lnn2
n2
(n−1)(2n+1)
2(n+1)
的大小(n∈N*,且n≥2),并证明你的结论.
数学人气:607 ℃时间:2020-02-01 19:40:27
优质解答
(1)当x≥1时,f(x)=x-1-lnx f′(x)=1-
1
x
=
x−1
x
≥0
∴f(x)在区间[1,+∞)上是递增的
当0<x<1时f(x)=1-x-lnx f′(x)=-1-lnx<0
∴f(x)在区间(0,1)上是递减的
f(x)在(0,1)内单调递减,在【1,+∞)上单调递增,故当x=1时,f(x)有最小值f(1),且f(1)=0
(2)由(1)x>1时,有x-1-lnx>0即
lnx
x
<1-
1
x

ln22
22
+
ln32
32
+…+
lnn2
n2
1-
1
22
+ 1−
1
32
+…+1−
1
n2
=n-1+(
1
22
+
1
32
+…+ 
1
n2
)<n-1-(
1
2•3
+
1
3•4
+…+
1
n(n+1)
)=n-1-(
1
2
1
3
+
1
3
1
4
+…+
1
n
1
n+1
)=n-1-(
1
2
1
n+1
)=
(n−1)(2n+1)
2(n+1)
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