蛇的天堂
花朵
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(1)∵函数f(x)=
x 2 +a
bx-c (b,c∈N * )有且仅有两个不动点0和2,
∴
0+a
0-c =0
4+a
2b-c =2 ,
∴a=0,2b-c=2.
∴ f(x)=
x 2
bx+2-2b ,
∵f(-2)<-
1
2 ,
∴
4
2-4b <-
1
2 ,
∴
2
2b-1 >
2
4 ,
∴0<2b-1<4,
∴
1
2 <b<
5
2 ,
∵b,c∈N * ,
∴b=1,c=0(舍),或b=2,c=2.
∴ f(x)=
x 2
2x-2 .定义域为x≠1,
∴ f ′ (x)=
2x(2x-2)-2 x 2
(2x-2 ) 2 =
2 x 2 -4x
(2x-2 ) 2 ,
由 f ′ (x)=
2 x 2 -4x
(2x-2 ) 2 >0,得x<0,或x>2,
由 f ′ (x)=
2 x 2 -4x
(2x-2 ) 2 <0,得0<x<2,
∵x≠1,
∴函数f(x)的单调增区间是(-∞,0),(2,+∞);单调减区间是(0,1),(1,2).
(2)∵各项不为0的数列{a n }满足4S n •f(
1
a n )=1,
∴ 4 S n •
1
a n 2
2
a n -2 =4 S n •
1
2 a n -2 a n 2 =1,
∴ 4 S n =2 a n -2 a n 2 ,
∴2 S n = a n - a n 2 ,
当n≥2时, 2 S n-1 = a n-1 - a n-1 2 ,
两式相减,得a n =-a n-1 ,或a n -a n-1 =-1,
当n=1时,a 1 =-1,
由a n =-a n-1 ,知a 2 =1,不在定义域范围内,应舍去.
故a n -a n-1 =-1,
∴a n =-n.
∴ (1-
1
a n ) a n+1 <
1
e <(1-
1
a n ) a n 等价于(1+
1
n ) -(n+1) <
1
e < (1+
1
n ) -n ,
即 (1+
1
n ) n <e<(1+
1
n ) n+1 ,
两边取对数后, nln(1+
1
n )<1<(n+1)ln(1+
1
n ) ,
即证
1
n+1 <ln(1+
1
n )<
1
n .
设f(x)=ln(1+x)-x,x>0
则 f′(x)=
1
1+x -1<0,
所以 f(x)在(0,+∞)上是减函数,
于是 f(x)<f(0)=0 即 ln(1+x)<x.
设g(x)=
x
1+x -ln(1+x),
则 g′(x)=
1
(1+x ) 2 -
1
1+x =-
x
(1+x ) 2 <0,
所以 g(x)在(0,+∞)上是减函数,于是 g(x)<g(0)=0,
即
x
1+x <ln(1+x).
∴
x
1+x <ln(1+x)<x ,
令x=
1
n ,得
1
n+1 <ln(1+
1
n )<
1
n .
∴ (1-
1
a n ) a n+1 <
1
e <(1-
1
a n ) a n .
(3)由(2)得, b n =
1
n ,
则 T n =1+
1
2 +
1
3 +…+
1
n ,
在
1
n+1 <ln(1+
1
n )<
1
n 中,
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 ,
∴T 2011 -1<ln2011<T 2010 .
1年前
6