程千帆 幼苗
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an |
(Ⅰ)由已知的函数定义域为(-1,+∞)且f′(x)=a-[a+1/x+1]=[ax−1/x+1],
令f′(x)=0,解得x=[1/a](a>0),
(i)当x∈(-1,[1/a])时,f′(x)<0,函数f(x)在(-1,[1/a])内单调递增;
(ii)当x∈([1/a],+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)在([1/a],+∞)内单调递减,
所以函数f(x)的单调减区间是(-1,[1/a]),增区间是([1/a],+∞);
(Ⅱ)由已知a=1时,f′(x)=1-[2/x+1],
∴a1=f′(0)=-1,n≥2时,an=[2
f′(n−1)−1=-n,
∴an=-n(n∈N+),
于是,所证不等式即为:
(1+
1/n)−(n+1)<
1
e]<(1+
1
n)−n⇔(1+
1
n)n<e<(1+
1
n)n+1⇔nln(1+[1/n])<1<(n+1)ln(1+[1/n])
即[1/n+1]<ln[n+1/n]<[1/n],
为此,令g(x)=x-ln(1+x)⇒g′(x)=1-[1/1+x]=[x/1+x],
∴当x∈(0,+∞),g′(x)>0,g(x)单调递增,又g(x)在x=0处连续,
∴n∈N+,g([1/n])>g(0)=0⇒[1/n]-ln(1+[1/n])>0,①
设φ(x)=ln(x+1)-[x/1+x],x∈[0,+∞),
得:φ′(x)=[1/x+1]-
1
(1+x)2=
x
(1+x)2,
当x>0时,φ′(x)>0,所以φ(x)在(0,+∞)内是增函数,
所以φ(x)在[0,+∞)内是增函数.
当n∈N+时,φ([1/n])>φ(0)=0,
即ln(1+[1/n])-
1
n
1+
1
n>0⇒[1/1+n]<ln(1+n)②,
由①②得:[1/n+1]<ln[n+1/n]<[1/n],即(1−
1
an)an+1<
1
e<(1−
1
an)an;
(Ⅲ)由bn=-[1
an=
1/n],则Tn=1+[1/2]+[1/3]+…+[1/n],
由(Ⅱ)可知[1/n+1]<ln[n+1/n]<[1/n],
令n=1,2,3,…,2010,并将各式相加得:
[1/2]+[1/3]+…+[1/2011]<ln[2/1]+ln[3/2]+…+ln[2011/2010]<1+[1/2]+[1/3]+…+[1/2010],
即T2011-1<ln2011<T2010.
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;数列与函数的综合;数列与不等式的综合.
考点点评: 此题考查了由导函数的正负确定函数的单调区间,考查了数列与函数及不等式的综合,是一道中档题.此题的难点为第二问中不等式的证明.
1年前
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对于函数f(x)=log12(x2−2ax+3),解答下列问题:
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对于函数f(x)=-1/4x4+2/3X3+aX2-2X-2
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你能帮帮他们吗