问题
解答题
已知函数f(x)=ln(x+a)-x, (1)试确定f(x)的单调性; (2)数列{an}满足an+1an-2an+1+1=0,且a1=
①求数列{an}的通项; ②求证:Sn<n+1-ln(n+2). |
答案
(1)∵f′(x)=
-1,1 x+a
由
-1>0,得-a<x≤1-a,1 x+a
由
,得x>1-a,x+a>0
-1<01 x+a
故f(x)在(-a,1-a]上是单调增函数,在[1-a,+∞)上是单调减函数.
(2)①∵anan+1-2an+1+1=0,
∴an+1=
,1-an+1=1-1 2-an
=1 2-an
,1-an 2-an
∴
=1 1-an+1
=2-an 1-an
+1(a1≠1),1 1-an
∴{
}是公差为1的等差数列,且首项为1 1-an
=2,1 1-a1
故
=n+1,1 1-an
∴an=1-
.1 n+1
②由(1)知,当a=1时,f(x)=ln(1+x)-x在[0,+∞)是单调减函数,又f(0)=0,
∴x>0,f(x)<f(0)=0,即ln(1+x)<x.
∴对于k∈N+,
>ln(1+1 k+1
)=ln(k+2)-ln(k+1),1 k+1
∵ak=1-
<1-(ln(k+2)-ln(k+1)),1 k+1
∴Sn=a1+a2+…+an
<1-(ln3-ln2)+1-(ln4-ln3)+…+(ln(n+2)-ln(n+1))
=n+ln2-ln(n+2)
<n+1-ln(n+2).