问题 解答题
已知函数,f(x)=x,g(x)=
3
8
x2+lnx+2

(Ⅰ) 求函数F(x)=g(x)-2•f(x)的极大值点与极小值点;
(Ⅱ) 若函数F(x)=g(x)-2•f(x)在[et,+∞)(t∈Z)上有零点,求t的最大值(e为自然对数的底数);
(Ⅲ) 设bn=f(n)
1
f(n+1)
(n∈N*),试问数列{bn}中是否存在相等的两项?若存在,求出所有相等的两项;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)由题知:F(x)=

3
8
x2+lnx+2-2x的定义域为(0,+∞)

F′(x)=

(3x-2)(x-2)
4x

∴函数F(x)的单调递增区间为(0,

2
3
]和[2,+∞),F(x)的单调递减区间为[
2
3
,2]

所以x=

2
3
为F(x)的极大值点,x=2为F(x)的极小值点.

(Ⅱ)∵F(x)在x∈[

2
3
,+∞)上的最小值为F(2)

且F(2)=

3
8
×22-4+2+ln2=ln2-
1
2
=
ln4-1
2
>0

∴F(x)在x∈[

2
3
,+∞)上没有零点,

∴函数F(x)在[et,+∞)(t∈Z)上有零点,并考虑到F(x)在(0,

2
3
]单调递增且在[
2
3
,2]
单调递减,故只须et
2
3
且F(et)≤0即可,易验证F(e-1)=
3
8
e-2+1-2e-1>0,F(e-2)=
3
8
e-4+lne-2+2-2e-2=
1
e2
(
3
8
e-2-2)<0
,当t≤-2且t∈Z时均有F(et)<0,所以函数F(x)在[et,e-1)(t∈Z)上有零点,

即函数F(x)在[et,+∞)(t∈Z)上有零点,∴t的最大值为-2.

(Ⅲ)利用导数易证,当x>0时,所以(1+x)

1
x
<e.  因为bn=n
1
n+1
,所以
(bn+1)(n+1)(n+2
(bn)(n+1)(n+2)
=
(n+1)n+1
nn+2
=
n+1
n2
•(1+
1
n
)n
e(n+1)
n2
3(n+1)
n2

3(n+1)
n2
<1,得:n2-3n-3>0,结合n∈N*得:n≥4

因此,当n≥4时,有

(bn+1)(n+1)(n+2)
(bn)(n+1)(n+2)
<1,

所以当n≥4时,bn>bn+1,即:b4>b5>b6>…,

又通过比较b1、b2、b3、b4的大小知:b1<b2<b3<b4

因为b1=1,且n≠1时bn=n

1
n+1
≠1,所以若数列{bn}中存在相等的两项,只能是b2、b3与后面的项可能相等,又b2=2
1
3
=8
1
9
=b8
b3=3
1
4
b5=5
1
6
,所以数列{bn}中存在唯一相等的两项,

即:b2=b8

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