问题
解答题
已知函数f(x)=aln(x+1)-
(Ⅰ)求实数a的取值范围以及a取得最小值时f(x)的最小值; (Ⅱ)求数列{an}的通项公式; (Ⅲ)求证:
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答案
(Ⅰ)由题意,f′(x)=
-a 1+x
≥0在[0,+∞)上恒成立1 (x+1)2
∴a≥
在[0,+∞)上恒成立1 1+x
∵x∈[0,+∞),∴
∈(0,1]1 1+x
∴a≥1
当a=1时,f(x)min=f(0)=0;
(Ⅱ)∵an+2=
an+1-4 3
an,1 3
∴an+2-
an+1=an+1-1 3
an1 3
∴{an+1-
an}是常数数列1 3
∵a1=
,a2=1 3
,7 9
∴a2-
a1=1 3 2 3
∴an+1-
an=1 3 2 3
∴an+1=
an+1 3 2 3
∴an+1-1=
(an-1)1 3
∴{an-1}是首项为-
,公比为2 3
的等比数列1 3
∴an-1=(-
)•(2 3
)n-11 3
∴an=1-
;2 3n
(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知ln(x+1)>
对x∈[0,+∞)恒成立x 1+x
令x=
,则ln(2 an
+1)>2 an 2 an 1+ 2 an
∴
<ln(2 an+2
+1)=ln(3n+1-2)-ln(3n-2)2 an
∴
+2 a1+2
+…+2 a2+2
<[ln(32-2)-ln(31-2)]+[ln(33-2)-ln(32-2)]+…+ln(3n+1-2)-ln(3n-2)=ln(3n+1-2)2 an+2
∴
+1 a1+2
+…+1 a2+2
<1 an+2
ln(3n+1-2)=ln1 2 3n+1-2