问题 解答题
已知f(x)=lnx,g(x)=
1
2
x2+mx+
7
2
(m<0),直线l与函数f(x)、g(x)的图象都相切,且与函数f(x)的图象的切点的横坐标为1.
(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+
1
2
)+ln(1+
1
22
)+…+ln(1+
1
2n
)<1-
1
2n
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

y=x-1
y=
1
2
x2+mx+
7
2
得x2+2(m-1)x+9=0,

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
x+1
-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,

1
2n
>0,故ln(1+
1
2n
)<
1
2n

ln(1+

1
2
)+ln(1+
1
22
)+…+ln(1+
1
2n
)<
1
2
+
1
22
+…+
1
2n
=
1
2
(1-
1
2n
)
1-
1
2
=1-
1
2n

单项选择题 A1/A2型题
多项选择题