已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1(k∈R),(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(x)≤0恒成立

2025-05-13 10:52:09
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(Ⅰ)∵f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1,(x>1)
∴f′(x)=

1
x?1
-k,
当k≤0时,f′(x)>0恒成立,故函数在(1,+∞)为增函数,
当k>0时,令f′(x)=0,得x=
k+1
k

当f′(x)>0,即1<x<
k+1
k
时,函数为增函数,
当f′(x)<0,即x>
k+1
k
时,函数为减函数,
综上所述,当k≤0时,函数f(x)在(1,+∞)为增函数,
当k>0时,函数f(x)在(1,
k+1
k
)为增函数,在(
k+1
k
,+∞)为减函数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当k≤0时,f′(x)>0函数f(x)在定义域内单调递增,f(x)≤0不恒成立,
当k>0时,函数f(x)在(1,
k+1
k
)为减函数,在(
k+1
k
,+∞)为增函数.
当x=
k+1
k
时,f(x)取最大值,f(
k+1
k
)=ln
1
k
≤0
∴k≥1,
即实数k的取值范围为[1,+∞)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知k=1时,f(x)≤0恒成立,即ln(x-1)<x-2
ln(x?1)
x
<1-
2
x

取x=3,4,5…n,n+1累加得,
ln
n+1
=
2lnn
2(n+1)
=
lnn2
2(n+1)
n2?1
2(n+1)
=
n?1
2


ln2
3
+
ln3
4
+…+
lnn
n+1
1
2
+
2
2
+
3
2
+…+
n?1
2
=
n(n?1