Question

已知函數f(x)＝＋aln(x－1)（a∈R）．
（Ⅰ）若f(x)在[2，＋∞)上是增函數，求實數a的取值范圍；
（Ⅱ）當a＝2時，求證：1－＜2ln(x－1)＜2x－4（x＞2）；
（Ⅲ）求證：＋＋…＋＜lnn＜1＋＋ ＋（n∈N^*，且n≥2）．

Answer 1

（Ⅰ）；（Ⅱ）詳見解析；（Ⅲ）詳見解析.

試題分析：(Ⅰ) 利用導數分析單調性，把恒成立問題轉化為最值；(Ⅱ)利用導數分析函數的單調性可求；（Ⅲ）
利用放縮法和數列求和可證.
試題解析：(Ⅰ)由已知，得f(x)＝－1＋＋aln(x－1)，
求導數，得f ′(x)＝－＋．
∵f(x)在[2，＋∞)上是增函數，
∴f ′(x)≥0在[2，＋∞)上恒成立，即a≥在[2，＋∞)上恒成立，
∴a≥()_max．
∵x≥2，∴0＜≤1，∴a≥1．
故實數a的取值范圍為[1，＋∞)．                  4分
（Ⅱ）當a＝2時，由（Ⅰ）知，f(x)在[2，＋∞)上是增函數，
∴當x＞2時，f(x)＞f(2)，即－1＋＋2ln(x－1)＞0，
∴2ln(x－1)＞1－．
令g(x)＝2x－4－2ln(x－1)，則g′(x)＝2－＝．
∵x＞2，∴g′(x)＞0，
∴g(x)在(2，＋∞)上是增函數，
∴g(x)＞g(2)＝0，即2x－4－2ln(x－1)＞0，
∴2x－4＞2ln(x－1)．
綜上可得，1－＜2ln(x－1)＜2x－4（x＞2）．            9分
（Ⅲ）由（Ⅱ），得1－＜2ln(x－1)＜2x－4（x＞2），
令x－1＝，則＜2ln＜2·，k＝1，2， ，n－1．
將上述n－1個不等式依次相加，得
＋＋ …＋＜2(ln＋ln＋…＋ln)＜2(1＋＋…＋)，
∴＋＋…＋＜2lnn＜2(1＋＋…＋)，
∴＋＋…＋＜lnn＜1＋＋…＋（n∈N^*，且n≥2）．      14分