设函数f(x)=ex﹣ax﹣1,对∀x∈R,f(x)≥0恒成立.
(1)求a的取值集合;
(2)求证:1+.
知识点:3.导数在研究函数中的应用
【考点】函数恒成立问题;函数的最值及其几何意义.
【分析】(1)通过对函数f(x)求导,讨论f(x)的单调性可得函数f(x)的最小值;根据条件可得g(a)=a﹣alna﹣1≥0,讨论g(a)的单调性即得结论;
(2)由(1)得ex≥x+1,即ln(x+1)≤x,通过令x=(k∈N*),即>ln=ln(1+k)﹣lnk,(k=1,2,…,n),然后累加即可得证.
【解答】解:(1)函数f(x)的导数为f′(x)=ex﹣a,
令f′(x)=0,解得x=lna,
当x>lna时,f′(x)>0;当x<lna时,f′(x)<0,
因此当x=lna时,f(x)min=f(lna)=elna﹣alna﹣1=a﹣alna﹣1.
因为f(x)≥0对任意的x∈R恒成立,所以f(x)min≥0,
∴f(x)min=a﹣alna﹣1,
所以a﹣alna﹣1≥0,
令g(a)=a﹣alna﹣1,
函数g(a)的导数为g′(a)=﹣lna,
令g′(a)=0,解得a=1.
当a>1时,g′(a)<0;当0<a<1时,g′(a)>0,
所以当a=1时,g(a)取得最大值,为0.
所以g(a)=a﹣alna﹣1≤0.
又a﹣alna﹣1≥0,因此a﹣alna﹣1=0,
解得a=1;
故a的取值集合是{a|a=1}.
(2)由(1)得ex≥x+1,即ln(x+1)≤x,
当且仅当x=0时,等号成立,
令x=(k∈N*),则>ln(1+),
即>ln=ln(1+k)﹣lnk,(k=1,2,…,n),
累加,得1+++…+>ln(n+1)﹣lnn+lnn﹣ln(n﹣1)+…+ln2﹣ln1,
则有1+++…+>ln(n+1)(n∈N*).