Question

【題目】設(shè) ，曲線y=f（x）在點(diǎn)（1，f（1））處的切線與直線2x+y+1=0垂直．
（1）求a的值；
（2）若x∈[1，+∞），f（x）≤m（x﹣1）恒成立，求m的范圍．
（3）求證： ．

Answer 1

【答案】
（1）解：

由題設(shè) ，

∴

∴1+a=1，∴a=0．

（2）解： ，x∈（1，+∞），f（x）≤m（x﹣1），即

設(shè) ，即x∈（1，+∞），g（x）≤0．

①若m≤0，g'（x）＞0，g（x）≥g（1）=0，這與題設(shè)g（x）≤0矛盾．

②若m＞0方程﹣mx2+x﹣m=0的判別式△=1﹣4m2

當(dāng)△≤0，即 時(shí)，g'（x）≤0．

∴g（x）在（0，+∞）上單調(diào)遞減，

∴g（x）≤g（1）=0，即不等式成立．

當(dāng) 時(shí)，方程﹣mx2+x﹣m=0，其根 ， ，

當(dāng)x∈（1，x2），g'（x）＞0，g（x）單調(diào)遞增，g（x）＞g（1）=0，與題設(shè)矛盾．

綜上所述，

（3）解：由（2）知，當(dāng)x＞1時(shí)， 時(shí)， 成立．

不妨令

所以 ，

累加可得 即

【解析】（1）求得函數(shù)f（x）的導(dǎo)函數(shù)，利用曲線y=f（x）在點(diǎn)（1，f（1））處的切線與直線2x+y+1=0垂直，即可求a的值；（2）先將原來的恒成立問題轉(zhuǎn)化為 ，設(shè) ，即x∈（1，+∞），g（x）≤0．利用導(dǎo)數(shù)研究g（x）在（0，+∞）上單調(diào)性，求出函數(shù)的最大值，即可求得實(shí)數(shù)m的取值范圍．（3）由（2）知，當(dāng)x＞1時(shí)， 時(shí)， 成立．不妨令 ，得出 ，再分別令k=1，2，…，n．得到n個(gè)不等式，最后累加可得．