Question

設(shè)函數(shù)f（x）=lnx-px+1，其中p為常數(shù)．
（Ⅰ）求函數(shù)f（x）的極值點(diǎn)；
（Ⅱ）當(dāng)p＞0時(shí)，若對(duì)任意的x＞0，恒有在f（x）≤0，求p的取值范圍；
（Ⅲ）求證：

ln22

22

+

ln32

32

+…+

lnn2

n2

＜

2n2-n-1

2(n+1)

(n∈N，n≥2)．

Answer 1

（Ⅰ）∵f（x）=lnx-px+1定義域?yàn)椋?，+∞），
∴f′(x)=

1

x

-p=

1-px

x

，
當(dāng)p≤0時(shí)，f′（x）＞0，f（x）在（0，+∞）上無(wú)極值點(diǎn)
當(dāng)p＞0時(shí)，令f'（x）=0，∴x=

1

p

∈（0，+∞），f'（x）、f（x）隨x的變化情況如下表：



從上表可以看出：當(dāng)p＞0時(shí)，f（x）有唯一的極大值點(diǎn)x=

1

p

（Ⅱ）當(dāng)p＞0時(shí)，在x=

1

p

處取得極大值f(

1

p

)=ln

1

p

，此極大值也是最大值，
要使f（x）≤0恒成立，只需f(

1

p

)=ln

1

p

≤0，
∴p≥1
∴p的取值范圍為[1，+∞）
（Ⅲ）令p=1，由（Ⅱ）知，lnx-x+1≤0，
∴l(xiāng)nx≤x-1，
∵n∈N，n≥2
∴l(xiāng)nn²≤n²-1，
∴

lnn2

n2

≤

n2-1

n2

=1-

1

n2

∴

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

)=

2n2-n-1

2(n+1)

∴結(jié)論成立