设f(x)=1+ax1−ax,a>0且a≠1),g(x)是f(x)的反函数.

f(x)=
1+ax
1−ax
,a>0且a≠1),g(x)是f(x)的反函数.
(Ⅰ)设关于x的方程求loga
t
(x2−1)(7−x)
=g(x)
在区间[2,6]上有实数解,求t的取值范围;
(Ⅱ)当a=e,e为自然对数的底数)时,证明:
n
k=2
g(k)>
2−n−n2
2n(n+1)

(Ⅲ)当0<a≤[1/2]时,试比较|
n
k=1
f(k)−n
|与4的大小,并说明理由.
ganymebe 1年前 已收到1个回答 举报

QYGQ 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)求出g(x),loga
t
(x2−1)(7−x)
=g(x)
在[2,6]上有实数解,求出t的表达式,利用导数确定t 的范围;
(Ⅱ)a=e求出
n
k=2
g(k)
,利用导数推出是增函数,求出最小值,即可证明
n
k=2
g(k)>
2−n−n2
2n(n+1)

(Ⅲ)利用放缩法,求出|
n
k=1
f(k)−n
|的取值范围,最后推出小于4即可.

(1)由题意,得ax=[y−1/y+1]>0
故g(x)=loga
x−1
x+1,x∈(-∞,-1)∪(1,+∞)
由loga
t
(x2−1)(7−x)=loga
x−1
x+1得t=(x-1)2(7-x),x∈[2,6]
则t′=-3x2+18x-15=-3(x-1)(x-5)
列表如下:

x 2(2,5) 5(5,6)6
t' + -
t 5 递增
极大值32 递减25 所以t最小值=5,t最大值=32
所以t的取值范围为[5,32](5分)

(Ⅱ)
n

k=2g(k)=ln
1
3+ln
2
4+ln
3
5+…+ln
n−1
n+1
=ln([1/3×
2

3
5×…×
n−1
n+1])
=-ln
n(n+1)
2
令u(z)=-lnz2-
1−z2
z=-2lnz+z-[1/z],z>0
则u′(z)=-[2/z+1+
1
z2]=(1-[1/z])2≥0
所以u(z)在(0,+∞)上是增函数
又因为

n(n+1)
2>1>0,所以u(

n(n+1)
2)>u(1)=0
即ln
2
n(n+1)−
1−
n(n+1)
2


n(n+1)
2>0

n

k=2g(k)>
2−n−n2

2n(n+1)(9分)

(3)设a=[1/1+p],则p≥1,1<f(1)=[1+a/1−a=1+
2
p]≤3,
当n=1时,|f(1)-1|=[2/p]≤2<4,
当n≥2时,
设k≥2,k∈N*时,则f(k)=
(1+p)k+1
(1+p)k−1=1+
2
(1+p)k−1,
=1+[2

C1kp+
C2kp2++
Ckkpk
所以1<f(k)≤1+
2

C1k+
C2k=1+
4
k(k+1)=1+
4/k−
4
k+1],
从而n-1<
n

k=2f(k)≤n-1+[4/2−
4
n+1]=n+1-[4/n+1]<n+1,
所以n<
n

k=1f(k)<f(1)+n+1≤n+4,
综上所述,总有|
n

k=1f(k)-n|<4.

点评:
本题考点: 反函数;函数与方程的综合运用;利用导数研究函数的极值;不等式.

考点点评: 本小题考查函数、反函数、方程、不等式、导数及其应用等基础知识,考查化归、分类整合等数学思想方法,以及推理论证、分析与解决问题的能力.

1年前

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