问题 解答题

已知f(x)=lnx-ax2-bx(a≠0),

(1)若a=-1,函数f(x)在其定义域内是增函数,求b的取值范围.

(2)在(1)的结论下,设g(x)=e2x+bex,x∈[0,ln2],求函数g(x)的最小值;

(3)设各项为正的数列{an}满足:a1=1,an+1=lnan+an+2,n∈N*,求证:an≤2n-1.

答案

(1)依题意:f(x)=lnx+x2-bx

∵f(x)在(0,+∞)递增

f′(x)=

1
x
+2x-b≥0对x∈(0,+∞)恒成立

b≤

1
x
+2x

∵x>0

1
x
+2x≥2
2
当且仅当x=
2
2
时取“=”,

b≤2

2

且当b=2

2
时,x∈(0,
2
2
),f′(x)>0
f′(
2
2
)=0
x∈(
2
2
,+∞),f′(x)>0

∴符合f(x)在(0,+∞)是增函数∴b∈(-∞,2

2
]

(2)设t=ex

∵x∈[0,ln2]

∴1≤t≤2,

则函数g(x)化为:y=t2+bt=(t+

b
2
)2-
b2
2
,t∈[1,2]

①当-

b
2
≤1时,即-2≤b≤2
2
时.y在[1,2]递增∴当t=1时,ymin=b+1

②当1<-

b
2
<2时,即-4<b<-2,当t=-
b
2
ymin=-
b2
4

③当-

b
2
≥2,即b≤-4时,y在[1,2]递减,当t=2时,ymin=4+2b

综上:g(x)min=

4+2b
 &b≤-4
-
b2
4
 &-4<b<-2
1+b
 &-2≤b≤2
2

(3)∵a1=1,a2=ln1+1+2=3>1,a3=ln3+3+2>1

假设ak≥1(n≥1),则ak+1=lnak+ak+2>1,∴an≥1成立

设F(x)=lnx-x+1,(x≥1),则F′(x)=

1
x
-1<0

∴F(x)在[1,+∞]单调递减,∴F(x)≤F(1)=0,∴lnx≤x-1

∴lnan≤an-1,故an+1≤2an+1,∴an+1+1≤2(an+1)an+1+1≤2(an+1)≤22(an-1+1)≤≤2n(a1+1)=2n+1

∴an+1≤2n⇒an≤2n-1

单项选择题
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