问题 解答题

已知常数a>0,n为正整数,fn(x)=xn-(x+a)n(x>0)是关于x的函数,

(1)判定函数fn(x)的单调性,并证明你的结论;

(2)对任意n≥a,证明fn+1′(n+1)<(n+1)fn′(n)。

答案

解:(1)fn′(x)=nxn-1-n(x+a)n-1=n[xn-1-(x+a)n-1],

∵a>0,x>0,

∴fn′(x)<0,

∴fn(x)在(0,+∞)单调递减。

(2)由上知:当x>a>0时,fn(x)=xn-(x+a)n是关于x的减函数,

∴当n≥a时,有:(n+1)n-(n+1+a)n≤nn-(n+a)n

又∵fn+1′(x)=(n+1)[xn-(x+a)n],

∴fn+1′(n+1)=(n+1)[(n+1)n-(n+1+a)n]<(n+1)[nn-(n+a)n]

=(n+1)[nn-(n+a)(n+a)n-1]

(n+1)fn′(n)=(n+1)n[nn-1-(n+a)n-1]=(n+1)[nn-n(n+a)n-1],

∵(n+a)>n,

∴fn+1′(n+1)<(n+1)fn′(n)。

问答题
单项选择题