设函数f0(x)=x2•e-
(1)求f3(0); (2)用n表示fn(0); (3)设Sn=f2(0)+f3(0)+…+fn+1(0),是否存在n∈N*使Sn最大?证明你的结论. |
(1)易得,f1(x)=(-
x2+2x)e -1 2
x,1 2
f2(x)=(
x2-2x+2)e -1 4
x,1 2
f3(x)=(-
x2+1 8
x-3)e -3 2
x,1 2
∴f3(0)=-3.
(2)不失一般性,设函数fn-1(x)=(an-1x2+bn-1x+cn-1)eλx,导函数为fn(x)=(anx2+bnx+cn)eλx,
其中n=1,2,…,常数λ≠0,a0=1,b0=c0=0.
对fn-1(x)求导得:fn-1′(x)=[λan-1x2+(2an-1+λbn-1]x+(bn-1+λcn-1)]eλx,
故由fn-1′(x)=fn(x)得:an=λan-1 ①,
bn=2an-1+λbn-1 ②,
cn=2bn-1+λcn-1 ③
由①得:an=λn,n∈N,
代入②得:bn=2λn+λbn-1,即
=bn λn
+2 λ
,其中n=1,2,…,bn-1 λn-1
故得:bn=2n•λn-2+λcn-1.
代入③得:cn=2nλn-2+λcn-1,即
=cn λn
+2n λ2
,其中n=1,2,…,cn-1 λn-1
故得:cn=n(n-1)•λn-2,
因此fn(0)=cn=n(n-1)λn-2.
将λ=-
代入得:fn(0)=n(n-1)(-1 2
)n-2.其中n∈N.1 2
(3)由(2)知fn+1(0)=n(n+1)(-
)n-1,1 2
当n=2k(k=1,2,…)时,S2k-S2k-1=f2k+1(0)=2k(2k+1)(-
)2k-1<0,1 2
∴S2k-S2k-1<0,S2k<S2k-1故当Sn最大时,n为奇数.
当n=2k+1(k≥2)时,S2k+1-S2k-1=f2k+2(0)+f2k+1(0)
又f2k+2(0)=(2k+1)(2k+2)(-
)2k,f2k+1(0)=2k(2k+1)(-1 2
)2k-1,1 2
∴f2k+2(0)+f2k+1(0)=(2k+1)(2k+2)(-
)2k+2k(2k+1)(-1 2
)2k-1=(2k+1)(k-1)(-1 2
)2k-1<0,1 2
∴S2k+1<S2k-1,因此数列{S2k+1}是递减数列
又S1=f2(0),S3=f2(0)+f3(0)+f3(0)=2,
故当n=1或n=3时,Sn取最大值S1=S3=2.