(2014•聊城一模)已知函数f(x)=ln(x+a)-x2-x在x=0处取得极值.

(2014•聊城一模)已知函数f(x)=ln(x+a)-x2-x在x=0处取得极值.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=-[5/2]x+b在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根,求实数b的取值范围;
(Ⅲ)证明:对任意的正整数n,不等式2+[3/4]+[4/9]+…+[n+1n2
kanppy 1年前 已收到1个回答 举报

千影儿 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)函数f(x)=ln(x+a)-x2-x,对其进行求导,在x=0处取得极值,可得f′(0)=0,求得a值;
(Ⅱ)关于x的方程f(x)=-[5/2]x+b在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根,将问题转化为φ(x)=0,在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根,对φ(x)对进行求导,从而求出b的范围;
(Ⅲ)f(x)=ln(x+1)-x2-x的定义域为{x|x>-1},利用导数研究其单调性,可以推出ln(x+1)-x2-x≤0,令x=[1/n],可以得到ln([1/n]+1)<[1/n+
1
n2],利用此不等式进行放缩证明;

(Ⅰ)函数f(x)=ln(x+a)-x2-x
f′(x)=
1/x+a]-2x-1
当x=0时,f(x)取得极值,
∴f′(0)=0
故[1/0+a−2×0−1=0,
解得a=1,经检验a=1符合题意,
则实数a的值为1;
(Ⅱ)由a=1知f(x)=ln(x+1)-x2-x
由f(x)=-
5
2]x+b,得ln(x+1)-x2+[3/2]x-b=0
令φ(x)=ln(x+1)-x2+[3/2]x-b,
则f(x)=-[5/2]x+b在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根等价于φ(x)=0在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根.
φ′(x)=[1/x+1]-2x+[3/2]=
−(4x+5)(x−1)
2(x+1),
当x∈[0,1]时,φ′(x)>0,于是φ(x)在[0,1)上单调递增;
当x∈(1,2]时,φ′(x)<0,于是φ(x)在(1,2]上单调递减,
依题意有φ(0)=-b≤0,
φ(1)=ln(1+1)-1+[3/2]-b>0,
φ(2)=ln(1+2)-4+3-b≤0
解得,ln3-1≤b<ln2+[1/2],
故实数b的取值范围为:[ln3-1,ln2+[1/2]);
(Ⅲ)f(x)=ln(x+1)-x2-x的定义域为{x|x>-1},由(1)知f(x)=
−x(2x+3)
x+1,
令f′(x)=0得,x=0或x=-[3/2](舍去),
∴当-1<x<0时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x>0时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
∴f(0)为f(x)在(-1,+∞)上的最大值.
∴f(x)≤f(0),故ln(x+1)-x2-x≤0(当且仅当x=0时,等号成立)
对任意正整数n,取x=[1/n]>0得,ln([1/n]+1)<[1/n]+[1
n2
∴ln(
n+1/n])<[n+1
n2,
故2+
3/4]+[4/9]+…+

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查利用导数研究函数的极值及单调性,解题过程中用到了分类讨论的思想,分类讨论的思想也是高考的一个重要思想,要注意体会其在解题中的运用,第三问难度比较大,利用了前两问的结论进行证明,此题是一道中档题.

1年前

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