已知f(x)=ln(x+1). (1)若g(x)=
(2)当x>0时,求证
(3)当n∈N+且n≥2时,求证:
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(1)g(x)=
x2-x+ln(x+1),g′(x)=1 4
x-1+1 2
=1 x+1 x(x-1) 2(x+1)
∴g(x)在[0,1]上单调减,在[1,2]上单调增
∵g(0)=0,g(1)=-
+ln2,g(2)=-1+ln33 4
∴g(x)在[0,2]上的最大值为-1+ln3,最小值为0
(2)证明:函数的定义域为(-1,+∞)
构造函数h(x)=f(x)-x,∴h′(x)=
-1=1 x+1 -x x+1
∴函数在(-1,0)上单调增,在(0,+∞)上单调减
∴在x=0处,函数取得极大值,也是最大值
∴h(x)≤h(0)=0
∴f(x)-x≤0
∵x>0,∴f(
)<1 x 1 x
构造函数φ(x)=f(x)-
,∴φ′(x)=x 1+x x (x+1)2
∴函数在(-1,0)上单调减,在(0,+∞)上单调增
∴在x=0处,函数取得极小,也是最小值
∴φ(x)≥φ(0)=0
∴f(x)-
≥0x 1+x
∵x>0,∴
<f(1 1+x
)1 x
∴
<f(1 1+x
)<1 x 1 x
(3)证明:∵f(x)=ln(x+1),∴f(n)-f(n-1)=f(
)1 n
由(2)知:
<f(1 1+n
)<1 n 1 n
∴
<f(n)-f(n-1)<1 1+n 1 n
∴
<f(1)-f(0)<1,1 1+1
<f(2)-f(1)<1 1+2
,1 2
<f(3)-f(3-1)<1 1+3
,…,1 3
<f(n)-f(n-1)<1 1+n 1 n
叠加可得:
+1 2
+1 3
+…+1 4
<f(n)<1+1 n+1
+1 2
+…+1 3 1 n