Question

f（x）=|x-a|-lnx（a＞0）．
（1）若a=1，求f（x）的单调区间及f（x）的最小值；
（2）若a＞0，求f（x）的单调区间；
（3）试比较++…+与的大小．（n∈N^*且n≥2），并证明你的结论．

Answer

（1）先求出导函数fˊ（x），解不等式fˊ（x）＞0和fˊ（x）＜0，判断函数的单调性即可；
（2）求出函数的定义域；求出导函数，从导函数的二次项系数的正负；导函数根的大小，进行分类讨论；判断出导函数的符号；利用函数的单调性与导函数符号的关系求出单调性．
（3）将要证的不等式等价转化为g（x）＞0在区间（1，2）上恒成立，利用导数求出g（x）的最小值，只要最小值大于0即可．
【解析】
（1）a=1，f（x）=|x-1|-lnx
当x≥1时，f（x）=x-1-lnx，f′（x）=1-=≥0
∴f（x）在区间[1，+∞）上是递增的．
（2）x＜1时，f（x）=x-1-lnx，f′（x）=1-＜0
∴f（x）在区间（0，1）减的．
故a=1时f（x）在[1，+∞）上是递增的，减区间为（0，1），f（x）min=f（1）=0
a≥1  x＞a f（ x ）=x-a-lnx，f′（x）=1-
f（x）在[a，+∞）上是递增的，
0＜x＜a，f（x）=-x+a-lnx，f′（x）=-1-＜0
∴f（x）在   （0，a）递减函数，
0＜a＜1，x≥af（x）=x-a-lnx
f′（x）=1-，x＞1，f′（x）＞0，a＜x＜1，f′（x）＜0
f（x）在[1，+∞）递增函数f（x）在[a，1）递减函数
0＜x＜a 时 f（x）=a-x-lnx，f′（x）=-1-＜0
∴f（x） 在  （0，a）递减函数
f（x）在[1，+∞）递减函数，（0，1）递减函数．
a≥1 时 f（x）在[a，+∞），（0，a）增函数．
0＜a＜1 时 f（x）在[1，+∞），（0，1）增函数．
（3）当a=1  x＞1 时 x-1-lnx＞0 
∴=n-1-（++…+）＜n-1-（++…+）=n-1-（-+-+…+-）=n-1-（-）=