问题 解答题
已知函数f(x)=ln
x+1
x-1

(Ⅰ)求函数的定义域,并证明f(x)=ln
x+1
x-1
在定义域上是奇函数;
(Ⅱ)若x∈[2,6]f(x)=ln
x+1
x-1
>ln
m
(x-1)(7-x)
恒成立,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)当n∈N*时,试比较f(2)+f(4)+f(6)+…+f(2n)与2n+2n2的大小关系.
答案

(Ⅰ)由

x+1
x-1
>0,解得x<-1或x>1,

∴函数的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞)

当x∈(-∞,-1)∪(1,+∞)时,f(-x)=ln

-x+1
-x-1
=ln
x-1
x+1
=ln(
x+1
x-1
)-1=-ln
x+1
x-1
=-f(x)

f(x)=ln

x+1
x-1
在定义域上是奇函数.(4分)

(Ⅱ)由x∈[2,6]时,f(x)=ln

x+1
x-1
>ln
m
(x-1)(7-x)
恒成立,

x+1
x-1
m
(x-1)(7-x)
>0,∵x∈[2,6]

∴0<m<(x+1)(7-x)在x∈[2,6]成立

令g(x)=(x+1)(7-x)=-(x-3)2+16,x∈[2,6],由二次函数的性质可知x∈[2,3]时函数单调递增,x∈[3,6]时函数单调递减,x∈[2,6]时,g(x)min=g(6)=7

∴0<m<7(8分)

(Ⅲ)f(2)+f(4)+f(6)++f(2n)=ln

3
1
×
5
3
×
7
5
××
2n+1
2n-1
=ln(2n+1)

构造函数h(x)=ln(1+x)-(x+

x2
2
)(x>0),

h′(x)=

1
x+1
-x-1=
-x2-2x
x+1

当x>0时,h'(x)<0,∴h(x)=ln(1+x)-(x+

x2
2
)在(0,+∞)单调递减,

∴h(x)<h(0)=0(12分)

当x=2n(n∈N*)时,ln(1+2n)-(2n+2n2)<0∴ln(1+2n)<2n+2n2(14分)

解答题
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