锦ii芙儿
春芽
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解题思路:(Ⅰ)求出函数的导数,求出极值点,判断函数的单调性,然后求出函数的最小值.
(Ⅱ)利用(Ⅰ)的结果,化简证明即可.
(Ⅲ)利用分析法,通过构造函数,利用函数的导数判断函数的单调性,通过函数的单调性证明不等式即可.
(Ⅰ)令f'(x)=2n-1nxn-1-n(a+x)n-1=0
得(2x)n-1=(a+x)n-1,∴2x=a+x,∴x=a---------------(2分)
当0≤x≤a时,∴2x<a+x,∴f'(x)≤0,故f(x)在[0,a]上递减.
当x>a,f'(x)>0,故f(x)在(a,+∞)上递增.
∴,当x=a时,f(x)的最小值为f(a)=0---------------(4分)
(Ⅱ)由b>0,有f(x)≥f(a)=0,即f(b)=2n-1(an+bn)-(a+b)n≥0
故
an+bn
2≥(
a+b
2)n(a>0,b>0,n∈N*).--------(5分)
(Ⅲ)证明:要证:
an1+
an2+
an3+…+
ank+1
k+1≥(
a1+a2+a3+…+ak+1
k+1)n
只要证:(k+1)n−1(
an1+
an2+
an3+…+
ank+1)≥(a1+a2+a3+…+ak+1)n
设g(x)=(k+1)n−1(
an1+
an2+
an3+…+xn)−(a1+a2+a3+…+x)n-------------(7分)
则g′(x)=(k+1)n−1•nxn−1−n(a1+a2+a3+…+x)n−1
令g'(x)=0得x=
a1+a2+a3+…+ak
k---------------(8分)
当0≤x≤
a1+a2+a3+…+ak
k时,g′(x)=(k+1)n−1•nxn−1−n(a1+a2+a3+…+x)n−1
≤n(a1+a2+a3+…+x)n−1-n(a1+a2+a3+…+x)n−1=0
故g(x)在[0,
a1+a2+a3+…+ak
k]上递减,
类似地可证g(x)在[
a1+a2+a3+…+ak
k,+∞)递增
∴当x=
a1+a2+a3+…+ak
k时,g(x)的最小值为g(
a1+a2+a3+…+ak
k)------------(10分)
而g(
a1+a2+a3+…+ak
k)
=(k+1)n−1(
an1+
an2+…+
ank+(
a1+a2+a3+…+ak
k)n)−(a1+a2+…+ak+
a1+a2+a3+…+ak
k)n
=
(k+1)n−1
kn[kn(
an1+
an2+…+
ank+(a1+a2+a3+…+ak)n)−(k+1)(a1+a2+…+ak)n]
=
(k+1)n−1
kn[kn(
an1+
an2+…+
ank)−k(a1+a2+…+ak)n]
=
(k+1)n−1
kn−1[kn−1(
an1+
an2+…+
ank)−(a1+a2+…+ak)n]
由定理知:kn−1(
an1+
an2+…+
ank)−(a1+a2+…+ak)n≥0,
故g(
a1+a2+a3+…+ak
k)≥0
∵ak+1∈[0,+∞),
∴g(ak+1)≥g(
a1+a2+a3+…+ak
k)≥0
故(k+1)n−1(
an1+
an2+
an3+…+
ank+1)≥(a1+a2+a3+…+ak+1)n
即:
an1+
an2+
an3+…+
ank+1
k+1≥(
a1+a2+a3+…+ak+1
k+1)n---------------(14分)
点评:
本题考点: 综合法与分析法(选修);不等式的证明.
考点点评: 本题考查函数的单调性,分析法构造法以及函数的导数的综合应用,难度比较大.
1年前
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