（理）已知f（x）=ax++2-2a（a＞0）的图象在点（1，f（1））处的切线与直线y=2x+1平行．（I）求a，b满足的关系式；（II）若f（x）≥2lnx在[1，+∞）上恒成立，求a的取值范围；（III）证明：…+

Question

（理）已知f（x）=ax++2-2a（a＞0）的图象在点（1，f（1））处的切线与直线y=2x+1平行．
（I）求a，b满足的关系式；
（II）若f（x）≥2lnx在[1，+∞）上恒成立，求a的取值范围；
（III）证明：…+＞（n∈N₊）

Answer 1

（Ⅰ）求导函数，可得，根据题意f′（1）=a-b=2，即b=a-2    …3分
（Ⅱ）由（Ⅰ）知，f（x）=ax++2-2a，
令g（x）=f（x）-2lnx=ax++2-2a-2lnx，x∈[1，+∞）
则g（1）=0，g′（x）=
①当0＜a＜1时，，
若1＜x＜，则g′（x）＜0，g（x）在[1，+∞）减函数，所以g（x）＜g（1）=0，即f（x）≥2lnx在[1，+∞）上恒不成立．
②a≥1时，，当x＞1时，g′（x）＞0，g（x）在[1，+∞）增函数，又g（1）=0，所以f（x）≥2lnx．
综上所述，所求a的取值范围是[1，+∞）     …8分
（Ⅲ）证明：由（Ⅱ）知当a≥1时，f（x）≥2lnx在1，+∞）上恒成立．
取a=1得，令1得，
即
所以
上式中n=1，2，3，…，n，然后n个不等式相加得到…+＞（n∈N₊）…13分．