问题
解答题
已知函数f(x)=ln2(1+x)+2ln(1+x)-2x. (I)证明函数f(x)在区间(0,1)上单调递减; (II)若不等式(1+
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答案
(I)f′(x)=
(1分)2[ln(1+x)-x] 1+x
设g(x)=ln(1+x)-x,x∈[0,1)
g′(x)=
-1≤01 1+x
函数g(x)在x∈(0,1)上单调递减,∴g(x)<g(0)=0,
∴f'(x)<0在x∈(0,1)上恒成立,
∴函数f(x)在x∈(0,1)上单调递减.(4分)
(II)不等式(1+
)2n+a≤e2等价于不等式(n+1 n
)ln(1+a 2
)≤11 n
由1+
>1知,1 n
≤a 2
-n,(5分)1 ln(1+
)1 n
设G(x)=
-1 ln(x+1)
,x∈(0,1],(6分)1 x
G′(x)=-
+1 (1+x)ln2(1+x)
=1 x2
(7分)(1+x)ln2(1+x)-x2 x2(1+x)ln2(1+x)
设h(x)=(1+x)ln2(1+x)-x2(x∈[0,1])(8分)
h'(x)=ln2(1+x)+2ln(1+x)-2x,
由(I)知x∈(0,1)时,h'(x)<h'(0)=0
∴函数h(x)在x∈(0,1)上单调递减,
h(x)<h(0)=0
∴G'(x)<0,∴函数G(x)在x∈(0,1]上单调递减.
∴G(x)≥G(1)=
-1(11分)1 ln2
故函数G(x)在({0,1}]上的最小值为G(1)=
-1.1 ln2
即
≤a 2
-1,1 ln2
∴a的最大值为
-2.(12分)2 ln2