1.(2016·高考全国卷Ⅲ)设函数f(x)=ln x-x+1.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)证明当x∈(1,+∞)时,1<<x;
(3)设c>1,证明当x∈(0,1)时,1+(c-1)x>cx.
解析:(1)由题设,f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-1,令f′(x)=0,解得x=1.
当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x>1时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
(2)证明:由(1)知,f(x)在x=1处取得最大值,
最大值为f(1)=0.
所以当x≠1时,ln x<x-1.
故当x∈(1,+∞)时,ln x<x-1,ln<-1,
即1<<x.
(3)证明:由题设c>1,设g(x)=1+(c-1)x-cx,
则g′(x)=c-1-cxln c,
令g′(x)=0,解得x0=ln .
当x<x0时,g′(x)>0,g(x)单调递增;
当x>x0时,g′(x)<0,g(x)单调递减.
由(2)知1<<c,故0<x0<1.
又g(0)=g(1)=0,故当0<x<1时,g(x)>0.
所以当x∈(0,1)时,1+(c-1)x>cx.
2.设函数f(x)=ex-ax-2.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若a=1,k为整数,且当x>0时,(x-k)f′(x)+x+1>0,求k的最大值.
解析:(1)f(x)的定义域为(-∞,+∞),f′(x)=ex-a.
若a≤0,则f′(x)>0,所以f(x)在(-∞,+∞)上单调递增.
若a>0,则当x∈(-∞,ln a)时,f′(x)<0;当x∈(ln a,+∞)时,f′(x)>0.所以,