问题
解答题
已知f(x)=ln(1+x2)+ax(a≤0). (Ⅰ)讨论f(x)的单调性. (Ⅱ)证明:(1+
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答案
(Ⅰ)f′(x)=-
+a=ax 1+x2 ax2+2x+a 1+x2
当a=0时,f′(x)=
>0⇔x>02x 1+x2
∴f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∝,0)单调递减.
当a<0且ax2+2x+a=0的判别式△≤0,
即a≤0时,f′(x)≤0对x∈R恒成立.
∴f(x)在R上单调递减.
当-1<a<0时,由f′(x)>0得:ax2+2x+a>0
解得:
<x<1+ 1-a2 a 1- 1-a2 a
由f′(x)<0可得:x>
或x<1- 1-a2 a 1+ 1-a2 a
∴f(x)在[
,1+ 1-a2 a
]上单调递增,1- 1-a2 a
在(-∝,
],[1+ 1-a2 a
,+∞)上单调递减.1- 1-a2 a
(Ⅱ)由(Ⅰ)当a=-1时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递减.
当x>0时f(x)<f(0)
∴ln(1+x2)-x<0,即ln(1+x2)<x
∴ln[(1+
)•(1+1 24
)…(1+1 34
)]1 n4
=ln(1+
)•(1+1 24
)…(1+1 34
)<1 n4
+1 22
+…+1 32 1 n2
<
+1 1×2
+…+1 2×3
=(1-1 n(n-1)
)+(1 2
-1 2
)+…+(1 3
-1 n
)=1-1 n+1
<11 n
∴(1+
)•(1+1 24
)…(1+1 34
)<e.1 n4