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
2
,Sn表示{an}的前n项之和
①求数列{an}的通项;   
②求证:Sn<n+1-ln(n+2).
答案

(1)∵f(x)=

1
x+a
-1,

1
x+a
-1>0,得-a<x≤1-a,

x+a>0
1
x+a
-1<0
,得x>1-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
2-an
,1-an+1=1-
1
2-an
=
1-an
2-an

1
1-an+1
=
2-an
1-an
=
1
1-an
 +1(a1≠1),

{

1
1-an
}是公差为1的等差数列,且首项为
1
1-a1
=2,

1
1-an
=n+1,

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+

1
k+1
>ln(1+
1
k+1
)=ln(k+2)-ln(k+1),

ak=1-

1
k+1
<1-(ln(k+2)-ln(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).

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