已知函数f(x)=ln2(1+x),g(x)=
(Ⅰ)分别求函数f(x)和g(x)的图象在x=0处的切线方程; (Ⅱ)证明不等式ln2(1+x)≤
(Ⅲ)对一个实数集合M,若存在实数s,使得M中任何数都不超过s,则称s是M的一个上界.已知e是无穷数列an=(1+
|
(Ⅰ)f′(x)=
,g′(x)=2ln(1+x) 1+x
,x2+2x (1+x)2
则f'(0)=0,g'(0)=0,且f(0)=0,g(0)=0,
所以函数f(x)和g(x)的图象在x=0处的切线方程都是y=0…(3分)
(Ⅱ)令函数h(x)=ln2(1+x)-
,定义域是(-1,+∞),h′(x)=x2 1+x
-2ln(1+x) 1+x
=x2+2x (1+x)2
,2(1+x)ln(1+x)-x2-2x (1+x)2
设u(x)=2(1+x)ln(1+x)-x2-2x,
则u'(x)=2ln(1+x)-2x,
令v(x)=2ln(1+x)-2x,则v′(x)=
-2=2 1+x
,-2x 1+x
当-1<x<0时,v'(x)>0,v(x)在(-1,0)上为增函数,
当x>0时,v'(x)<0,v(x)在(0,+∞)上为减函数.
所以v(x)在x=0处取得极大值,且就是最大值,而v(0)=0,
所以u'(x)≤0,函数u(x)在(-1,+∞)上为减函数…(5分)
于是当-1<x<0时,u(x)>u(0)=0,当x>0时,u(x)<u(0)=0,
所以,当-1<x<0时,h'(x)>0,h(x)在(-1,0)上为增函数.
当x>0时,h'(x)<0,h(x)在(0,+∞)上为减函数.
故h(x)在x=0处取得极大值,且就是最大值,而h(0)=0,
所以h(x)≤0,
即ln2(1+x)-
≤0,ln2(1+x)≤x2 1+x
…(8分)x2 1+x
(Ⅲ)由题意可知不等式 (1+
)n+a≤e对任意的n∈N*都成立,1 n
且不等式(1+
)n+a≤e等价于不等式(n+a)ln(1+1 n
)≤1,1 n
由1+
>1知,a≤1 n
-n,设F(x)=1 ln(1+
)1 n
-1 ln(1+x)
,x∈(0,1],1 x
则F′(x)=-
+1 (1+x)ln2(1+x)
=1 x2
…(10分)(1+x)ln2(1+x)-x2 x2(1+x)ln2(1+x)
由(Ⅱ)知,ln2(1+x)≤
,x2 1+x
即(1+x)ln2(1+x)-x2≤0,
所以F'(x)<0,x∈(0,1],
于是F(x)在(0,1]上为减函数.
故函数F(x)在(0,1]上的最小值为F(1)=
-1,1 ln2
所以a的最大值为
-1…(13分)1 ln2