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提问 

解答题已知函数f(x)=xlnx(x∈(0,+∞)(I?)求g(x)=的单调区间与极大


时间: 2015-4-23 分类: 作业习题  【来自ip: 14.15.148.51 的 热心网友 咨询】 手机版
 问题补充 解答题 已知函数f(x)=xlnx(x∈(0,+∞)
(I?)求g(x)=数学公式的单调区间与极大值;
(II?)任取两个不等的正数x1,x2,且x1<x2,若存在x0>0使f′(x0)=数学公式成立,求证:x1<x0<x2
(III)己知数列{an}满足a1=1,an+1=(1+数学公式)an+数学公式(n∈N+),求证:an<数学公式(e为自然对数的底数).

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1楼
(Ⅰ)解:由f(x)=xlnx(x∈(0,+∞)).
∴f(x+1)=(x+1)ln(x+1)(x∈(-1,+∞)).
则有数学公式=数学公式=ln(x+1)-x,
此函数的定义域为(-1,+∞).
数学公式
故当x∈(-1,0)时,g′(x)>0;当x∈(0,+∞)时,g′(x)<0.
所以g(x)的单调递增区间是(-1,0),单调递减区间是(0,+∞),
故g(x)的极大值是g(0)=0;
(Ⅱ)证明:由f(x)=xlnx(x∈(0,+∞)),得f′(x)=lnx+1,
所以数学公式
于是数学公式=数学公式
=数学公式
数学公式(t>1),则数学公式
因为t-1>0,只需证明lnt-t+1<0.
令s(t)=lnt-t+1,则数学公式
∴s(t)在t∈(1,+∞)上递减,所以s(t)<s(1)=0,
于是h(t)<0,即lnx0<lnx2,故x0<x2.
同理可证x1<x0,故x1<x0<x2.
(Ⅲ)证明:因为a1=1,数学公式,所以{an}单调递增,an≥1.
于是数学公式=数学公式
所以数学公式(*).
由(Ⅰ)知当x>0时,ln(1+x)<x.
所以(*)式变为数学公式
数学公式(k∈N,k≥2),
令k=2,3,…,n,这n-1个式子相加得
数学公式数学公式
数学公式
=数学公式
=数学公式
=数学公式
数学公式
所以数学公式.解析分析:(Ⅰ)由f(x)求出f(x+1),代入g(x),对函数g(x)求导后利用导函数的符号求出函数g(x)在定义域内的单调区间,从而求出函数的极大值;(Ⅱ)求出f′(x0),代入f′(x0)=数学公式后把lnx0用lnx1,lnx2表示,再把lnx0与lnx2作差后构造辅助函数,求导后得到构造的辅助函数的最大值小于0,从而得到lnx0<lnx2,运用同样的办法得到lnx1<lnx0,最后得到要证的结论;(Ⅲ)由给出的递推式an+1=(1+数学公式)an+数学公式说明数列{an}是递增数列,根据a1=1,得到an≥1,由此把递推式an+1=(1+数学公式)an+数学公式放大得到数学公式,结合(Ⅰ)中的ln(1+x)<x得到数学公式,分别取n=1,2,3,…,n-1,得到n个式子后累加即可证得结论.点评:本题考查了利用导数研究函数的单调性,考查了通过构造函数,利用函数的单调性和极值证明不等式,训练了累加法求数列的通项公式,考查了利用放缩法证明不等式,是一道难度较大的综合题型.
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