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已知函数f(x)=(x>0).(1)试判断函数f(x)在(0 +∞)上单调性并证明你的结论

时间:2024-03-07 22:30:33

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已知函数f(x)=(x>0).(1)试判断函数f(x)在(0 +∞)上单调性并证明你的结论

问题补充:

已知函数f(x)=(x>0).

(1)试判断函数f(x)在(0,+∞)上单调性并证明你的结论;

(2)若f(x)>恒成立,求整数k的最大值;

(3)求证:(1+1×2)(1+2×3)…[1+n(n+1)]>e2n-3.

答案:

解:解:(1)∵f(x)=(x>0),

∴f′(x)=[]=[]…(2分)

∵x>0,∴x2>0,,ln(x+1)>0,∴f′(x)<0,

∴函数f(x)在(0,+∞)上是减函数.…(4分)

(2)f(x)>恒成立,即h(x)=>k恒成立,

即h(x)的最小值大于k.…(6分)

而h′(x)=,令g(x)=x-1-ln(x+1)(x>0),

则g′(x)=,∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,

又g(2)=1-ln3<0,g(3)=2-2ln2>0,

∴g(x)=0存在唯一实根a,且满足a∈(2,3),a=1+ln(a+1)

当x>a时,g(x)>0,h′(x)>0,当0<x<a时,g(x)<0,h′(x)<0,

∴h(x)min=h(a)==a+1∈(3,4)

故正整数k的最大值是3????…(10分)

(3)由(Ⅱ)知(x>0)

∴ln(x+1)>-1=2->2-???…(12分)

令x=n(n+1)(n∈N*),则ln[1+n(n+1)]>2-,

∴ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln[1+n(n+1)]

>(2-)+(2-)+…+[2-]

=2n-3[]

=2n-3(1-)=2n-3+>2n-3

∴(1+1×2)(1+2×3)…[1+n(n+1)]>e2n-3??…(16分)

解析分析:(1)对函数f(x)求导数,可判f′(x)<0,进而可得单调性;(2)问题转化为h(x)=>k恒成立,通过构造函数可得h(x)min∈(3,4),进而可得k值;(3)由(Ⅱ)知(x>0),可得ln(x+1)>2-,令x=n(n+1)(n∈N*),一系列式子相加,由裂项相消法可得ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln[1+n(n+1)]>2n-3,进而可得

已知函数f(x)=(x>0).(1)试判断函数f(x)在(0 +∞)上单调性并证明你的结论;(2)若f(x)>恒成立 求整数k的最大值;(3)求证:(1+1×2)(1

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