问题 解答题
已知函数f(x)=ax-1n(1+x2
(1)当a=
4
5
时,求函数f(x)在(0,+∞)上的极值;
(2)证明:当x>0时,1n(1+x2)<x;
(3)证明:(1+
1
24
)(1+
1
34
)…(1+
1
n4
)<e(n∈N*,n≥2
,其中e为自然对数的底数)
答案

(1)当a=

4
5
时,f(x)=
4
5
x-ln(1+x2)

∴f′(x)=

4
5
-
2x
1+x2
=
4x2-10x+4
5(1+x2)

由f′(x)=0,得x1=

1
2
,x2=2,

∵f(x)在(0,

1
2
)上递增,在(
1
2
,2)递减,在(2,+∞)递增,

∴f(x)极大值为f(

1
2
)=
2
5
-ln
5
4
,f(x)极小值为f(2)=
8
5
-ln5

(2)证明:令g(x)=x-ln(1+x2),

g(x)=1-

2x
1+x2
=
(x-1)2
1+x2
≥0,

∴g(x)在(0,+∞)上是增函数,

∴g(x)>g(0)=0,

∴ln(1+x2)<x.

(3)证明:由(2)得ln(x2+1)<x,

取x=

1
22
1
32
,…,
1
n2

∴ln(1+

1
24
)+ln(1+
1
34
)+…+ln(1+
1
n4

1
1×2
+
1
2×3
+…+
1
n(n-1)

=(1-

1
2
)+(
1
2
-
1
3
)+…+(
1
n-1
-
1
n

=1-

1
n
<1,

(1+

1
24
)(1+
1
34
)…(1+
1
n4
)<e(n∈N*,n≥2,其中e为自然对数的底数).

单项选择题
多项选择题