问题
解答题
已知函数f(x)=ln(1+x)+ax,(a∈R),(e=2.718281828…) (1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间及极值; (2)令g(x)=(1-a)x,当x∈[e-1,2]时,不等式f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围; (3)令an=1+
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答案
(1)当a=-1时,f(x)=ln(1+x)-x,(x>-1)∴f′(x)=
-1=1 1+x
当x∈(-1,0)时f'(x)>0;当x∈(0,+∞)时f'(x)<0-x 1+x
∴当x=0时f极大值(x)=f(0)=0,无极小值,
且函数f(x)的单调增区间为(-1,0),单调减区间为(0,+∞);(4分)
(2)当x∈[e-1,2]时,不等式f(x)≥g(x)恒成立等价于ln(1+x)-(1-2a)x≥0
即:1-2a≤
恒成立.令φ(x)=ln(1+x) x
,x∈[e-1,2],∴φ′(x)=ln(1+x) x
-ln(1+x)x 1+x x2
当x∈[e-1,2]时,
<1,ln(1+x)>1则:φ′(x)<0∴φmin(x)=φ(2)=x 1+x
∴1-2a≤ln3 2
∴a≥ln3 2
则实数a的取值范围[2-ln3 4
,+∞)(9分)2-ln3 4
(3)由(1)得:当x>0时,f(x)在区间(0,+∞)单调递减,则:ln(1+x)-x<0,
即:ln(1+x)<x,∴lnan=ln(1+
)<n 2n
,n 2n
则:lna1+lna2+…+lnan<
+1 2
+2 22
+…+3 23 n 2n
记:Mn=
+1 2
+2 22
+…+3 23
①∴n 2n
Mn=1 2
+1 22
+…+2 23
+n-1 2n
②n 2n+1
①-②得:
Mn=1 2
+1 2
+…+1 22
-1 2n
∴n 2n+1
Mn=1-1 2
-1 2n
∴Mn=2-n 2n+1
<2(12分)∴lnTn<2则:Tn<e2(14分)n+2 2n+1