定義:若
h(x)
xk
在[k,+∞]上為增函數(shù),則稱h(x)為“k次比增函數(shù)”,其中k∈N*,已知f(x)=eax
(Ⅰ)若f(x)是“1次比增函數(shù)”,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(Ⅱ)當(dāng)a=
1
2
時(shí),求函數(shù)g(x)=
f(x)
x
在[m,m+1](m>0)上的最小值;
(Ⅲ)求證:
n
i=1
1
i•(
e
)
i
7
2e
分析:(Ⅰ)由于f(x)是“1次比增函數(shù)”,得到y(tǒng)=
eax
x
在[1,+∞]上為增函數(shù),求導(dǎo)后,分離參數(shù),即可得到實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(Ⅱ)當(dāng)a=
1
2
時(shí),得到函數(shù)g(x)=
e 
x
2
x
(x≠0),利用導(dǎo)數(shù)即可得到g(x)的單調(diào)區(qū)間,分類討論即可函數(shù)在[m,m+1](m>0)上單調(diào)性,進(jìn)而得到其最小值;
(Ⅲ)由(Ⅱ)當(dāng)x>0時(shí),g(x)=
e 
x
2
x
e
2
,即
x
e 
x
2
2
e
(x>0),則
1
n•(
e
)n
=
n
n2•(
e
)n
1
n2
2
e
,即可證明:
n
i=1
1
i•(
e
)
i
7
2e
解答:解:(Ⅰ)由題意知,f(x)=eax是“1次比增函數(shù)”,
則y=
eax
x
在[1,+∞]上為增函數(shù),
故(
eax
x
)′=
eax(ax-1)
x2
≥0在[1,+∞]上恒成立,
又由eax>0,x2>0,
則ax-1≥0即a
1
x
在[1,+∞]上恒成立,
又由(
1
x
)max=1
,則a≥1;
(Ⅱ)當(dāng)a=
1
2
時(shí),函數(shù)g(x)=
f(x)
x
=
e 
x
2
x
(x≠0),
則g′(x)=
e 
x
2
(
x
2
-1)
x2

當(dāng)
x
2
-1
>0,即x>2時(shí),g′(x)>0,當(dāng)
x
2
-1
<0,
即x<0或0<x<2時(shí),g′(x)<0,
則g(x)的增區(qū)間是(2,+∞),減區(qū)間是(-∞,0),(0,2),
由于m>0,則m+1>1,
①當(dāng)m+1≤2,即0<m≤1時(shí),g(x)在[m,m+1](m>0)上單調(diào)遞減,
則g(x)min=g(m+1)=
e 
m+1
2
m+1
;
②當(dāng)m<2<m+1,即0<m≤1時(shí),g(x)在[m,2)上單調(diào)遞減,在(2,m+1]上單調(diào)遞增,
則g(x)min=g(2)=
e
2
;
③當(dāng)m≥2時(shí),g(x)在[m,m+1]上單調(diào)遞增,
則g(x)min=g(m)=
e 
m
2
m
;
綜上,當(dāng)0<m≤1時(shí),g(x)min=g(m+1)=
e 
m+1
2
m+1

②當(dāng)0<m≤1時(shí),g(x)min=g(2)=
e
2
;
③當(dāng)m≥2時(shí),g(x)min=g(m)=
e 
m
2
m
;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,當(dāng)x>0時(shí),g(x)=
e 
x
2
x
e
2

x
e 
x
2
2
e
(x>0),
1
n•(
e
)n
=
n
n2•(
e
)n
1
n2
2
e

n
i=1
1
i•(
e
)i
=
1
e
+
1
2•(
e
)2
+
1
3•(
e
)3
+…+
1
n(
e
)n

2
e
(1+
1
22
+
1
32
+…+
1
n2
)<
2
e
(1+
1
22-1
+…+
1
n2-1

=
2
e
[1+
1
2
(1-
1
3
)+
1
2
1
2
-
1
4
)+
1
2
1
3
-
1
5
)+…+
1
2
(
1
n-1
-
1
n+1
)
]
2
e
[1+
1
2
(1+
1
2
-
1
n
-
1
n+1
)]
7
2e
點(diǎn)評(píng):本題對(duì)學(xué)生的程度要求比較高,有一定的難度,主要考查利用函數(shù)單調(diào)性求函數(shù)的最值,及不等式的等價(jià)轉(zhuǎn)化思想.
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