问题
解答题
已知函数f(x)=
(Ⅰ)当n=2时,求函数f(x)的极值; (Ⅱ)当a=1时,若b1,b2,…,bk均非负数,且b1+b2+…+bk=1,求证:f(b1)+f(b2)+…+f(bk)≤k+1. |
答案
(Ⅰ)由已知得函数f(x)的定义域为{x|x>-1},
当n=2时,f(x)=
+aln(x+1),1 (1+x)2
所以f′(x)=
.a(1+x)2-2 (1+x)3
(1)当a>0时,由f′(x)=0得x1=-1+
>-1,x2=-1-2 a
<-1,2 a
此时f′(x)=
.a(x-x1)(x-x2) (x+1)3
当x∈(1,x1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(x1+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
(2)当a≤0时,f′(x)<0恒成立,所以f(x)无极值.
综上所述,n=2时,
当a>0时,f(x)在x=-1+
处取得极小值,极小值为f(-1+2 a
)=2 a
(1+lna 2
).2 a
当a≤0时,f(x)无极值.
(Ⅱ)先证明当x≥0时,f(x)≤x+1,只要设g(x)=x+1-f(x),则g′(x)=1+
-n (x+1)n+1
=1 x+1
+x x+1
>0(x≥0),n (x+1)n+1
∴g(x)在[0,+∞)是增函数,
∴g(x)≥g(0)=0,得证;
而b1,b2,…,bk均非负数,且b1+b2+…+bk=1,所以f(b1)+f(b2)+…+f(bk)≤k+1.