问题 解答题
已知f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R)
(1)当a=1时,求f(x)在定义域上的最大值;
(2)已知y=f(x)在x∈[1,+∞)上恒有f(x)<0,求a的取值范围;
(3)求证:
12+1+1
12+1
22+2+1
22+2
32+3+1
32+3
•…•
n2+n+1
n2+n
<e
答案

(1)∵f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R),a=1,

f(x)=

1
1+x
-1=
-x
1+x

f(x)=

-x
1+x
>0,得-1<x<0;由f(x)=
-x
1+x
<0,得x>0;

所以y=f(x)在(-1,0)为增,在(0,+∞)为减,

所以x=0时,f(x)取最大值0.

(2)y=f(x)在x∈[1,+∞)上恒有f(x)<0,

等价于a>

ln(x+1)
x
恒成立,

g(x)=

ln(x+1)
x
g(x)=
x
1+x
-ln(x+1)
x2

h(x)=

x
1+x
-ln(x+1)⇒h(x)=
1
(1+x)2
-
1
1+x
=
-x
(1+x)2
<0(x≥1),

所以h(x)是减函数,所以h(x)≤h(1)=

1
2
-ln2<0(4>e⇒2>e
1
2
),

所以g(x)是减函数,gmax(x)=g(1),所以a>ln2

(3)要证

12+1+1
12+1
22+2+1
22+2
32+3+1
32+3
•…•
n2+n+1
n2+n
<e,

只需证ln

12+1+1
12+1
+ln
22+2+1
22+2
+…+ln
n2+n+1
n2+2
<1

只需证ln(1+

1
12+1
)+ln(1+
1
22+2
)+…+ln(1+
1
n2+n
)<1

因为ln(1+

1
n2+n
)<
1
n2+n
=
1
n
-
1
n+1

所以ln(1+

1
12+1
)+ln(1+
1
22+2
)+…+ln(1+
1
n2+n
)<1-
1
n+1
<1.

12+1+1
12+1
22+2+1
22+2
32+3+1
32+3
•…•
n2+n+1
n2+n
<e.

填空题
选择题