问题
解答题
已知函数f(x)=ln
(Ⅰ)求函数的定义域,并证明f(x)=ln
(Ⅱ)若x∈[2,6]f(x)=ln
(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
>0,解得x<-1或x>1,x+1 x-1
∴函数的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞)
当x∈(-∞,-1)∪(1,+∞)时,f(-x)=ln
=ln-x+1 -x-1
=ln(x-1 x+1
)-1=-lnx+1 x-1
=-f(x)x+1 x-1
∴f(x)=ln
在定义域上是奇函数.(4分)x+1 x-1
(Ⅱ)由x∈[2,6]时,f(x)=ln
>lnx+1 x-1
恒成立,m (x-1)(7-x)
∴
>x+1 x-1
>0,∵x∈[2,6]m (x-1)(7-x)
∴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
=ln(2n+1)2n+1 2n-1
构造函数h(x)=ln(1+x)-(x+
)(x>0),x2 2
h′(x)=
-x-1=1 x+1 -x2-2x x+1
当x>0时,h'(x)<0,∴h(x)=ln(1+x)-(x+
)在(0,+∞)单调递减,x2 2
∴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)