问题 解答题
已知函数f(x)=ln(1+x)-ax的图象在x=1处的切线与直线x+2y-1=0平行.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若方程f (x)=
1
4
(m-3x)
在[2,4]上有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围;(参考数据:e=2.71 828…)
(Ⅲ)设常数p≥1,数列{an}满足an+1=an+ln(p-an)(n∈N*),a1=lnp,求证:an+1≥an
答案

(I)∵f′(x)=

1
1+x
-a,

f′(1)=

1
2
-a.

由题知

1
2
-a=-
1
2

解得a=1.(3分)

(II)由(I)有f(x)=ln(1+x)-x,

∴原方程可整理为4ln(1+x)-x=m.

令g(x)=4ln(1+x)-x,得g′(x)=

4
1+x
-1=
3-x
1+x

∴当3<x≤4时g'(x)<0,当2≤x<3时g'(x)>0,g'(3)=0,

即g(x)在[2,3]上是增函数,在[3,4]上是减函数,

∴在x=3时g(x)有最大值4ln4-3.(6分)

∵g(2)=4ln3-2,g(4)=4ln5-4,

∴g(2)-g(4)=4ln

3
5
+2=2(2ln
3
5
+1)=2ln
9e
25

由9e≈24.46<25,于是2ln

9e
25
<0.

∴g(2)<g(4).

∴m的取值范围为[4ln5-4,4ln4-3).(9分)

(III)由f(x)=ln(1+x)-x(x>-1)有f′(x)=

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

显然f'(0)=0,当x∈(0,+∞)时,f'(x)<0,当x∈(-1,0)时,f'(x)>0,

∴f(x)在(-1,0)上是增函数,在[0,+∞)上是减函数.

∴f(x)在(-1,+∞)上有最大值f(0),而f(0)=0,

∴当x∈(-1,+∞)时,f(x)≤0,因此ln(1+x)≤x.(*)(11分)

由已知有p>an,即p-an>0,所以p-an-1>-1.

∵an+1-an=ln(p-an)=ln(1+p-1-an),

∴由(*)中结论可得an+1-an≤p-1-an,即an+1≤p-1(n∈N*).

∴当n≥2时,an+1-an=ln(p-an)≥ln[p-(p-1)]=0,即an+1≥an

当n=1,a2=a1+ln(p-lnp),

∵lnp=ln(1+p-1)≤p-1,

∴a2≥a1+ln[p-(p-1)]=a1,结论成立.

∴对n∈N*,an+1≥an.(14分)

计算题
多项选择题