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问题: 导数问题

函数f(x)=lnx-px+1
(1)当P>0,若对任意的x>0,恒有f(x)≤0,求p的取值范围?
(2)证明:ln(2^2)/2^2+ln(3^2)/3^2+...+ln(n^2)/n^2<(2n^2-n-1)/2(n+1)(n∈N,n≥2)

解答:

函数f(x)=lnx-px+1
(1)当P>0,若对任意的x>0,恒有f(x)≤0,求p的取值范围?
(2)证明:ln2²/2²+ln3²/3²+...+lnn²/n<(2n²-n-1)/2(n+1)(n∈N,n≥2)

(1)f(x)=lnx-px+1 .......x>0,p>0
---->f'(x) = 1/x-p = (p/x)(1/p-x)
--->x>1/p时,f'(x)<0,f(x)单调减;
  0<x<1/p时,f'(x)>0,f(x)单调增;
  x = 1/p时,f'(x)=0--->f(x)有极大值f(1/p)=-lnp
恒有f(x)≤0,必须极大值f(1/p)=-lnp≤0--->p≥1

(2)令p=1,∵n≥2,由(1),恒有f(n²)≤0
即:ln(n²)-n²+1≤0--->ln(n²)≤n²-1<n²--->ln(n²)/n²≤1
--->ln2²/2²+ln3²/3²+...+lnn²/n<n-1 =(2n²-2)/[2(n+1)]
                  <(2n²-n-1)/[2(n+1)]