Question

已知函数f（x）=lnx-ax+a（a∈R，x＞0）
（I）求函数f（x）的单调区间；
（II）若f（x）≤0在x∈（0，+∞）上恒成立．
（i） 求a的取值范围；
（ii） 设n为给定不小于4的正整数，当m＞n时，求证：．

Answer

（Ⅰ）求出函数f（x）=lnx-ax（a∈R）的导数，令导数大于0求出函数的增区间，令导数小于0，求出函数的减区间．
（Ⅱ）（i）由f（x）=lnx-ax+a，知f′（x）=-a，取f′（x）=-a=0，则ln（）-1＜0，由此能求出a的取值范围．
（ii）由m＞n≥4，a＞，f（x）=lnx-ax+a（a∈R，x＞0），知m-k＞0，f（m）-f（k）=lnm-am+lnk-ak=ln-a（m+k），由此能够证明．
【解析】
（Ⅰ）函数的定义域是（0，+∞）
∵f（x）=lnx-ax+a，∴f′（x）=-a，
当a≤0时，f′（x）＞0，函数在定义域上是增函数；
当a＞0时，令f′（x）=0，解得x=，
当x＞时，f′（x）＜0，函数在（，+∞）上是减函数，
当x＜时，导数为正，函数在（0，）上是增函数
（Ⅱ）（i）∵f（x）=lnx-ax+a，∴f′（x）=-a，
取f′（x）=-a=0，则x=，∴ln（）-1＜0，即＜e，所以a＞．
（ii）∵m＞n≥4，a＞，f（x）=lnx-ax+a（a∈R，x＞0）
∴m-k＞0，f（m）-f（k）=lnm-am-lnk+ak=ln-a（m-k），
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