定义y=log(1+x)F(x,y),x、y∈(0,+∞),
(Ⅰ)令函数f(x)=F(x,2)-3x,过坐标原点O作曲线C:y=f(x)的切线l,切点为P(n,t)(n>0),设曲线C与l及y轴围成图形的面积为S,求S的值.
(Ⅱ)令函数g(x)=F(x,2)+alnx,讨论函数g(x)是否有极值,如果有,说明是极大值还是极小值.
(Ⅲ)证明:当x,y∈N*且x<y时,F(x,y)>F(y,x).
(I)∵y=log(1+x)F(x,y),x、y∈(0,+∞),
∴f(x)=x2-x+1,x∈(0,+∞),∴A(0,1),f′(x)=2x-1
∵过坐标原点O作曲线C:y=f(x)的切线l,切点为P(n,t)(n>0),
∴t=n2-n+1
=2n-1t n
∴P(1,1),∴切线l的方程为y=x,
∴S=
(x2-x+1)dx=∫ 10
;1 3
(II)∵g(x)=(1+x)2+alnx,x∈(0,+∞)
∴g′(x)=2x2+2x+a x
①△=4-8a≤0,即a≥
时,g′(x)≥0,1 2
∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,从而没有极值;
②当△=4-8a>0即a<
时,方程2x2+2x+a=0有二个不等实根x1=1 2
,x2=-1- 1-2a 2
,g′(x)=-1+ 1-2a 2
=2x2+2x+a x 2(x-x1)(x-x2) x
若0≤a<
,则x1<0,x2≤0,g'(x)>0,1 2
∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,从而没有极值;
若a<0,则x1<0,x2>0,函数在(0,x2)上,g'(x)<0,单调递减,在(x2,+)上,g'(x)>0,单调递增
∴x=x2,g(x)有极小值,没有极大值;
(III)证明:令h(x)=
,x≥1,则h′(x)=ln(1+x) x
-ln(1+x)x 1+x x2
令p(x)=
-ln(1+x),x>0,则p′(x)=x 1+x
<0-x (1+x)2
∴p(x)在(0,+∞)上单调递减
∴x>0时,p(x)<p(0)=0
∴x≥1时,h′(x)<0
∴h(x)在[1,+∞)上单调递减
∴1≤x<y时,
>ln(1+x) x ln(1+y) y
∴yln(1+x)>xln(1+y)
∴(1+x)y>(1+y)x
∴F(x,y)>F(y,x).