12.已知函数f(x)=ln x-px+1.
(1)求函数f(x)的极值点;
(2)若对任意的x>0,恒有f(x)≤0,求p的取值范围;
(3)证明:++…+<(nN,n≥2).
解析:(1)由已知f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-p=, x>0,当p≤0时,f′(x)>0, f(x)在(0,+∞)上单调递增,
f(x)无极值点;
当p>0时,令f′(x)=0, x=(0,+∞),f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:
x f′(x) + 0 - f(x) 增 极大 减 从上表可以看出:当p>0时,f(x)有唯一的极大值点x=.
(2)当p≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以不可能对任意的x>0,恒有f(x)≤0,
当p>0时,由(1)知在x=处取得极大值f=ln ,此时极大值也是最大值.要使f(x)≤0恒成立,只需f=ln ≤0,解得p≥1,所以p的取值范围是[1,+∞).
(3)证明:令p=1,由(2)知ln x-x+1≤0,
ln x≤x-1,
n∈N,n≥2, 令x=n2,则ln n2≤n2-1,
≤=1-,
++…+
≤×
=×
<-×
=--+-+…+-×
=-×
=,
所以结论成立.