设函数f(x)=lnx+1x:(1)求f(x)的最小值;(2)设数列{xn}满足lnxn+1xn+1<1,证明极限lim

设函数f(x)=lnx+
1
x

(1)求f(x)的最小值;
(2)设数列{xn}满足lnxn+
1
xn+1
<1
,证明极限
lim
n→∞
xn
存在,并求此极限.
我永远爱你gg 1年前 已收到1个回答 举报

robbieyu 幼苗

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解题思路:(1)在开区间上,最值点是驻点.所以先求f'(x)=0的解,找到f(x)的驻点.再分析f'(x)在驻点两边的正负,判断f(x)的单调性,左增右减,驻点为最大值点;左减右增,驻点为最小值点.
(2)先利用单调有界原理证明xn极限存在.由(1)的结论知道f(xn)=lnxn+
1
xn
≥1
,结合(2)中条件可知
1
xn+1
1
xn],从而证明了{xn}是单调的;再证数列有界,由于xn在f(x)定义域内,所以xn>0;利用放缩法,lnxn≤lnxn+
1
xn+1
<1,可以得到0<xn<e,从而{xn}有界.再确定{xn}极限存在以后,设其为a,对(2)中不等式两边取极限,得到lna+
1
a
≤1
,而由(1)的结论可知f(a)=lna+
1
a
≥1
,由此确定f(a)=1.也就是说a是f(x)的最小值点.

(1)f′(x)=
1
x−
1
x2=
x−1
x2,
令f'(x)=0,得唯一驻点x=1,
当x∈(0,1)时,f'(x)<0,函数单调递减;当x∈(1,∞)时,f'(x)>0,函数单调递增.
所以函数x=1处取得最小值f(1)=1.
(2)证明:由于lnxn+
1
xn+1<1,但lnxn+
1
xn≥1,所以[1
xn+1<
1
xn,故数列{xn}单调递增.
又由于lnxn≤lnxn+
1
xn+1<1,得到0<xn<e,数列{xn}有界.
由单调有界收敛定理可知极限
lim
n→∞xn存在.

lim
n→∞xn=a,则
lim
n→∞(lnxn+
1
xn+1)=lna+
1/a≤1,由(1)的结论可知
lim
n→∞xn=a=1.

点评:
本题考点: 数列极限的求解;最值定理及其推论的运用.

考点点评: 本题考察了最值定理及其推论的相关应用,同时也考察用单调有界原理证明数列极限存在性,以及数列极限的求法.需注意,在求开区间最值时,往往先求函数的驻点,然后判断驻点是否为最值点;对数列极限存在性的证明,要从数列的有界性和单调性两方面入手;在已知极限存在的情况下,可以直接对等式或者不等式两边取极限,得到数列极限的一个方程,在通过解方程求出极限值.

1年前

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