问题
解答题
已知f(x)=lnx,g(x)=
(Ⅰ)求直线l的方程及m的值; (Ⅱ)若h(x)=f(x+1)-g'(x),求函数h(x)的最大值; (Ⅲ)求证:对任意正整数n,总有ln(1+
|
答案
(Ⅰ)依题意知直线l的斜率k=f′(1)=
=1,1 1
∵f(1)=0,故直线l与函数f(x)的图象的切点坐标是(1,0),
∴直线l的方程为y=x-1;
又∵直线l与g(x)的图象也相切,
∴由
得x2+2(m-1)x+9=0,y=x-1 y=
x2+mx+1 2 7 2
令△=(m-1)2-9=0,∵m<0
∴解得m=-2;
(II)∵g'(x)=x+m=x-2,
∴h(x)=f(x+1)-g'(x)=ln(x+1)-x+2,
∴h′(x)=
-1=1 x+1
,-x x+1
令h'(x)>0,解得-1<x<0,令h'(x)<0,解得x<-1(舍去)或x>0,
∴h(x)在(-1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,
∴当x=0时,h(x)取得最大值h(0)=2;
(Ⅲ)∵由(II)知:当x>-1时,h(x)≤2,即ln(x+1)-x+2≤2,
∴当x>-1时,ln(1+x)≤x,当且仅当x=0时等号成立,
∵
>0,故ln(1+1 2n
)<1 2n
,1 2n
∴ln(1+
)+ln(1+1 2
)+…+ln(1+1 22
)<1 2n
+1 2
+…+1 22
=1 2n
=1-
(1-1 2
)1 2n 1- 1 2
.1 2n