(2014•东营二模)设函数f(x)=axn+1+bxn+c(x>0),其中a+b=0,n为正整数,a,b,c均为常数,

(2014•东营二模)设函数f(x)=axn+1+bxn+c(x>0),其中a+b=0,n为正整数,a,b,c均为常数,曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x+y-1=0.
(1)求a,b,c的值;
(2)求函数f(x)的最大值;
(3)证明:对任意的x∈(0,+∞)都有nf(x)<
1
e
.(e为自然对数的底)
西门小虎 1年前 已收到1个回答 举报

扬弃爱情 幼苗

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解题思路:(1)利用a+b=0,曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x+y-1=0,可求a,b,c的值;
(2)求导数,确定函数在(0,+∞)上的单调性,可求函数的最大值;
(3)要证对任意的x∈(0,+∞)都有nf(x)<
1
e
,只需证f(x)<
1
ne
,由(2)知在(0,+∞)上f(x)有最大值,f(x)max
nn
(n+1)n+1
,故只需证
nn
(n+1)n+1
1
ne

(1)∵a+b=0,∴f(1)=a+b+c=c.
由点(1,c)在直线x+y=1上,可得1+c=1,即c=0.----(1分)
∵f'(x)=a(n+1)xn+bnxn-1,∴f'(1)=(a+b)n+a=a.(2分)
又∵切线x+y=1的斜率为-1,∴a=-1,
∵a+b=0,∴b=1,
∴a=-1,b=1,c=0.(3分)
(2)由(1)知,f(x)=-xn+1+xn,故f′(x)=(n+1)xn−1(
n
n+1−x).(4分)
令f′(x)=0,解得x=[n/n+1],即f′(x)在(0,+∞)上有唯一零点x=[n/n+1].(5分)
当0<x<
n
n+1时,f′(x)>0,故f(x)在(0,[n/n+1])上单调递增; (6分)
当x>
n
n+1时,f′(x)<0,故f(x)在([n/n+1],+∞)单调递减.(7分)
∴f(x)在(0,+∞)上的最大值f(x)max=f([n/n+1])=(
n
n+1)n(1−
n
n+1)=
nn
(n+1)n+1.-----------------(8分)
(3)证明:要证对任意的x∈(0,+∞)都有nf(x)<
1
e,只需证f(x)<
1
ne,
由(2)知在(0,+∞)上f(x)有最大值,f(x)max=
nn
(n+1)n+1,故只需证
nn
(n+1)n+1<
1
ne-----(9分)
即(
n
n+1)^n+1,即ln
n
n+1+
1
n+1<0,①(10分)
令[n/n+1=t,(0<t<1),则
1
n+1=1−t,①即lnt-t+1<0,②(11分)
令g(t)=lnt-t+1,(0<t<1),则g′(t)=
1
t−1=
1−t
t],(12分)
显然当0<t<1时,g'(t)>0,所以g(t)在(0,1)上单调递增,
∴g(t)<g(1)=0,即对任意的0<t<1②恒成立,
∴对任意的x∈(0,+∞)都有

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;不等式的证明.

考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,考查不等式的证明,综合性强,有难度.

1年前

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