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题型:简答题
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简答题

已知f(x)=x2-alnx在(1,2]上是增函数,g(x)=x-a在(0,1)上是减函数.

(1)求a的值;

(2)设函数φ(x)=2bx-在(0,1]上是增函数,且对于(0,1]内的任意两个变量s,t,恒有f(s)≥φ(t)成立,求实数b的取值范围;

(3)设h(x)=f′(x)-g(x)-2+,求证:[h(x)]n+2≥h(xn)+2n(n∈N*).

正确答案

(1)f′(x)=2x-,依题意,当x∈(1,2]时,f'(x)≥0恒成立,即a≤(2x2min⇒a≤2.g′(x)=1-,当x∈(0,1)时,g'(x)≤0恒成立,即a≥2,所以a=2.…(5分)

(2)f′(x)=2x-=,所以f(x)在(0,1]上是减函数,最小值是f(1)=1.φ(x)=2bx-在(0,1]上是增函数,即φ′(x)=2b+≥0恒成立,得b≥-1,且φ(x)的最大值是φ(1)=2b-1,

由已知得1≥2b-1⇒b≤1,所以b的取值范围是[-1,1].…(5分)

(3)h(x)=f′(x)-g(x)-2+=…=x+

n=1时不等式左右相等,得证;

n≥2时,[h(x)]n-h(xn)=(x+)n-(xn+)=xn-2+xn-4+…+x2-n=[(xn-2+x2-n)+(xn-4+x4-n)+…+(x2-n+xn-2)]≥++…+=2n-2,

所以[h(x)]n+2≥h(xn)+2n(n∈N*)成立.…(5分)

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题型:简答题
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简答题

已知定义域为[0,1]的函数f(x)同时满足:

①对于任意的x∈[0,1],总有f(x)≥0;

②f(1)=1;

③若0≤x1≤1,0≤x2≤1,x1+x2≤1,则有f (x1+x2)≥f (x1)+f (x2).

(1)试求f(0)的值;

(2)试求函数f(x)的最大值;

(3)试证明:当x∈(],n∈N+时,f(x)<2x.

正确答案

(1)令x1=x2=0,依条件(3)可得f(0+0)≥2f(0),即f(0)≤0

又由条件(1)得f(0)≥0故f(0)=0(3分)

(2)任取0≤x1<x2≤1可知x2-x1∈(0,1],则

f(x2)=f[(x2-x1)+x1]≥f(x2-x1)+f(x1)≥f(x1

于是当0≤x≤1时,有f(x)≤f(1)=1因此当x=1时,f(x)取最大值1.(8分)

(3)证明:先用数学归纳法证明:当x∈(](n∈N+)时,f(x)≤

10当n=1时,x∈(,1],f(x)≤f(1)=1=,不等式成立.

当n=2时,x∈(],<2x≤1,f(2x)≤1,f(2x)≥f(x)+f(x)=2f(x)

∴f(x)≤f(2x)≤不等式成立.

20假设当n=k(k∈N+,k≥2)时,不等式成立,即x∈(]时,f(x)≤

则当n=k+1时,x∈(],记t=2x,则t=2x∈(],∴f(t)≤

而f(t)=f(2x)≥2f(x),∴f(x)≤f(2x)=f(t)≤

因此当n=k+1时不等式也成立.

由10,20知,当x∈(](n∈N+)时,f(x)≤

又当x∈(](n∈N+)时,2x>,此时f(x)<2x.

综上所述:当x∈(](n∈N+)时,有f(x)<2x.(14分)

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题型:简答题
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简答题

设0<a<1,f(logax)=

(Ⅰ)求f(x)的表达式,并指出其奇偶性、单调性(不必写出证明过程);

(Ⅱ)解关于x的不等式:f(ax)+f(-2)>f(2)+f(-ax

(Ⅲ)(理)当n∈N时,比较f(n)与n的大小.

(文)若f(x)-4的值仅在x<2时取负数,求a的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)令t=logax,则x=at,∴f(t)=,∴f(x)=(ax-a-x),x∈R.(2分)     

∵f(-x)=f(x),∴奇函数.∵0<a<1,∴函数为增函数(2分)

(Ⅱ)∵f(ax)-f(2)>f(2)-f(ax

∴f(ax)>f(2),ax>2,

∵0<a<1,∴x<loga2(4分)

(Ⅲ)(理料)f(1)=1,(1分)

当n≥2时,f(n)==(a+a3+a5+…a2n-1,)

=[(a+a2n-1)+(a3+a2n-3)+…+(a2n-1+a)]>•n•2an=n(∵0<a<1)(5分)

或用数学归纳法证明:f(k+1)=af(k)+a-k>ak+ak-k∵0<a<1,

∴可令=1+α,α>0,∴ka+a-k>ka+(1+α)n≥ka+1+kα=k(a+-1)+1>k+1

(文科)∵f(x)<4⇔x<2⇔f(x)<f(2)∴f(2)=4,a=2-(6分)

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题型:简答题
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简答题

设f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)的导函数为f'(x),且对任意正数x均有f′(x)>

(1)判断函数F(x)=在(0,+∞)上的单调性;

(2)设x1,x2∈(0,+∞),比较f(x1)+f(x2)与f(x1+x2)的大小,并证明你的结论;

(3)设x1,x2,…xn∈(0,+∞),若n≥2,比较f(x1)+f(x2)+…+f(xn)与f(x1+x2+…+xn)的大小,并证明你的结论.

正确答案

(1)由于f′(x)>得,>0,而x>0,

则xf′(x)-f(x)>0,

则F′(x)=>0,因此F(x)=在(0,+∞)上是增函数.

(2)由于x1,x2∈(0,+∞),则0<x1<x1+x2,而F(x)=在(0,+∞)上是增函数,则F(x1)<F(x1+x2),即

∴(x1+x2)f(x1)<x1f(x1+x2)(1),同理 (x1+x2)f(x2)<x2f(x1+x2)(2)

(1)+(2)得:(x1+x2)[f(x1)+f(x2)]<(x1+x2)f(x1+x2),而x1+x2>0,

因此 f(x1)+f(x2)<f(x1+x2).

(3)证法1:由于x1,x2∈(0,+∞),则0<x1<x1+x2+…+xn,而F(x)=在(0,+∞)上是增函数,则F(x1)<F(x1+x2+…+xn),

∴(x1+x2+…+xn)f(x1)>x1f(x1+x2+…+xn

同理 (x1+x2+…+xn)f(x2)>x2f(x1+x2+…+xn)…(x1+x2+…+xn)f(xn)>xnf(x1+x2+…+xn

以上n个不等式相加得:(x1+x2+…+xn)[f(x1)+f(x2)+…f(xn)]>(x1+x2+…+xn)f(x1+x2+…+xn

而x1+x2+…+xn>0,f(x1)+f(x2)+…f(xn)>f(x1+x2+…+xn).

证法2:数学归纳法

①当n=2时,由(2)知,不等式成立;

②当n=k(n≥2)时,不等式f(x1)+f(x2)+…f(xn)>f(x1+x2+…+xn)成立,

即f(x1)+f(x2)+…f(xk)>f(x1+x2+…+xk)成立,

则当n=k+1时,f(x1)+f(x2)+…f(xk)+f(xk+1)>f(x1+x2+…+xk)+f(xk+1

再由(2)的结论,f(x1+x2+…+xk)+f(xk+1)>f[(x1+x2+…+xk)+xk+1]f(x1+x2+…+xk)+f(xk+1)>f(x1+x2+…+xk+xk+1

因此不等式f(x1)+f(x2)+…f(xn)>f(x1+x2+…+xn)对任意n≥2的自然数均成立

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ln(x+a)-x2-x在x=0处取得极值.

(Ⅰ)求实数a的值;

(II)若关于x的方程,f(x)=-x+b在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根,求实数b的取值范围;

(III)证明:对任意的正整数n,不等式++…+>ln(n+1)成立.

正确答案

(Ⅰ)f′(x)=-2x-1,∵x=0时,f(x)取得极值,

∴f'(0)=0,

-2×0-1=0,解得a=1.经检验a=1符合题意.

(Ⅱ)由a=1知 f(x)=ln(x+1)-x2-x,由f(x)=-x+b,得 ln(x+1)-x2+x-b=0.

令 φ(x)=ln(x+1)-x2+x-b,

则 f(x)=-x+b在[0,2]上恰有两个不同的实数根,

等价于φ(x)=0在[0,2]上恰有两个不同实数根. φ′(x)=-2x+=

当x∈(0,1)时,φ'(x)>0,于是φ(x)在[0,1]上单调递增;

当x∈(1,2)时,φ'(x)<0,于是φ(x)在[1,2]上单调递减;

依题意有,解可得ln3-1≤b<ln2+.

(Ⅲ)f(x)=ln(x+1)-x2-x的定义域为{x|x>1}.

由(Ⅰ)知 f′(x)=.令f′(x)=0时,x=0或x=-(舍去),

∴当-1<x<0时,f'(x)>0,f(x)单调递增;

当x>0时,f'(x)<0,f(x)单调递减.

∴f(0)为f(x)在(-1,+∞)上的最大值.

∴f(x)≤f(0),

故ln(x+1)-x2-x≤0(当且仅当x=0时,等号成立).

对任意正整数n,取 x=>0得,ln(+1)<+,故ln

即ln(n+1)-lnn<

分别取n=1,2,3,…,n得:

ln(1+1)-ln1<

ln(2+1)-ln2<

ln(n+1)-lnn<

以上n个式子相加得:++…+>ln(n+1).

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x2ex-1-x3-x2(x∈R).

(1)求函数y=f(x)的单调区间;

(2)求y=f(x)在[-1,2]上的最小值;

(3)当x∈(1,+∞)时,用数学归纳法证明:∀n∈N*,ex-1

正确答案

(1)f'(x)=2xex-1+x2ex-1-x2-2x=x(x+2)(ex-1-1),

令f'(x)=0,可得x1=-2,x2=0,x3=1.

当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

∴函数y=f(x)的增区间为(-2,0)和(1,+∞),减区间为(-∞,-2)和(0,1).

(2)当x∈[-1,2]时,f(-1)=-<0,

f(2)=4(e-)>0,f(x)极小值=f(1)=->f(-1),f(x)极大值=f(0)=0.

所以f(x)在[-1,2]上的最小值为-

(3)设gn(x)=ex-1-,当n=1时,只需证明g1(x)=ex-1-x>0,当x∈(1,+∞)时,g1(x)=ex-1-1>0,

所以g1(x)=ex-1-x在(1,+∞)上是增函数,∴g1(x)>g1(1)=e0-1=0,即ex-1>x;

当x∈(1,+∞)时,假设n=k时不等式成立,即gk(x)=ex-1->0,

当n=k+1时,

因为gk+1(x)=ex-1-=ex-1->0,

所以gk+1(x)在(1,+∞)上也是增函数.

所以gk+1(x)>gk+1(1)=e0-=1->0,

即当n=k+1时,不等式成立.

由归纳原理,知当x∈(1,+∞)时,∀n∈N*,ex-1

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题型:简答题
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简答题

已知a>0,数列{an}满足a1=a,an+1=a+,n=1,2,….

(I)已知数列{an}极限存在且大于零,求A=an(将A用a表示);

(II)设bn=an-A,n=1,2,…,证明:bn+1=-

(III)若|bn|≤对n=1,2,…都成立,求a的取值范围.

正确答案

(I)由an存在,且A=an(A>0),对an+1=a+两边取极限得A=a+,解得A=.又A>0,∴A=.

(II)由an=bn+A,an+1=a+得bn+1+A=a+.∴bn+1=a-A+=-+=-.

即bn+1=-对n=1,2,都成立

(III)令|b1|≤,得|a-(a+)|≤.

∴|(-a)|≤.

-a≤1,解得a≥.

现证明当a≥时,|bn|≤对n=1,2,都成立.

(i)当n=1时结论成立(已验证).

(ii)假设当n=k(k≥1)时结论成立,即|bk|≤,那么|bk+1|=×

故只须证明,即证A|bk+A|≥2对a≥成立.

由于A==

而当a≥时,-a≤1,∴A≥2.

∴|bk+A|≥A-|bk|≥2-≥1,即A|bk+A|≥2.

故当a≥时,|bk+1|≤×=.

即n=k+1时结论成立.

根据(i)和(ii)可知结论对一切正整数都成立.

故|bn|≤对n=1,2,都成立的a的取值范围为[,+∞).

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明不等式+…+>的过程中,由n=k推导n=k+1时,不等式的左边增加的式子是________.

正确答案

不等式的左边增加的式子是,故填.

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题型:简答题
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简答题

设数列{}满足:a1=2,对一切正整数n,都有

(1)探讨数列{}是否为等比数列,并说明理由;

(2)设

正确答案

(1)是,理由见解析;(2)证明过程详见解析.

试题分析:本题主要考查等比数列的定义、等比数列的证明、数学归纳法、放缩法等数学知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力和计算能力.第一问,通过对已知表达式的移项,变形可得出数列的通项,可以用等比数列的定义证明也可以用数学归纳法证明;第二问,将第一问的结论代入,得到表达式,法一:利用放缩法和裂项相消法证明,法二:利用数列的累加法和放缩法证明.

试题解析:⑴由

∴对一切,可知是首项为,公比为的等比数列. 5分

(通过归纳猜想,使用数学归纳法证明的,亦应给分)

(2)由(1)知                      6分

证一:

                              10分

12分

证二:∵ ≥(仅当时等号成立),故此,10分

从而, 12分

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题型:简答题
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简答题

的展开式中,的系数为的系数为,其中

(1)求(2)是否存在常数p,q(p,对恒成立?证明你的结论.

正确答案

(1),(2)p=-2,q=-1.

试题分析:(1)因为,所以的系数为,(2)计算得,代入,解得p=-2,q=-1,用数学归纳法证明,①当n=2时,b2=,结论成立;②设n=k时成立,即,则当n=k+1时,bk+1=bk+,由①②可得结论成立.

(1)根据多项式乘法运算法则,得

(2)计算得

代入,解得p=-2,q=-1,

下面用数学归纳法证明

①当n=2时,b2=,结论成立;

②设n=k时成立,即

则当n=k+1时,

bk+1=bk+

由①②可得结论成立.

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题型:简答题
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简答题

若不等式+…+>对一切正整数n都成立,猜想正整数a的最大值,并证明结论.

正确答案

见解析

解:当n=1时,>

>,所以a<26,而a是正整数,

所以取a=25.

下面用数学归纳法证明:

+…+>.

①当n=1时,已证;

②假设当n=k时,不等式成立,

+…+>.

则当n=k+1时,有

+…+

+…+>+[].

因为>

所以>0,

所以当n=k+1时,不等式也成立.

由①②知,对一切正整数n,

都有+…+>

所以a的最大值等于25.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{bn}是等差数列,b1=1,b1+b2+…+b10=145.

(1)求数列{bn}的通项公式bn

(2)设数列{an}的通项an=loga(其中a>0且a≠1).记Sn是数列{an}的前n项和,试比较Snlogabn+1的大小,并证明你的结论.

正确答案

(1)bn=3n-2.(2)当a>1时,Snlogabn+1,当0<a<1时,Snlogabn+1

(1)设数列{bn}的公差为d,

由题意得∴bn=3n-2.

(2)由bn=3n-2,知Sn=loga(1+1)+loga+…+loga

=loga

logabn+1=loga,于是,比较Snlogabn+1的大小比较

(1+1)的大小.

取n=1,有1+1=>

取n=2,有(1+1)>>.

推测(1+1),(*)

①当n=1时,已验证(*)式成立;

②假设n=k(k≥1)时(*)式成立,即(1+1)

则当n=k+1时,

(1+1)>.

>0,∴

从而(1+1),即当n=k+1时,(*)式成立.由①②知(*)式对任意正整数n都成立.于是,当a>1时,Snlogabn+1,当0<a<1时,Snlogabn+1

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题型:简答题
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简答题

已知是函数的两个零点,其中常数,设

(Ⅰ)用表示

(Ⅱ)求证:

(Ⅲ)求证:对任意的

正确答案

(Ⅰ)(Ⅱ)详见解析,(Ⅲ)详见解析.

试题分析:(Ⅰ)由题意得:.因为,所以.对抽象的求和符号具体化处理,是解答本题的关键.(Ⅱ)

,(Ⅲ)用数学归纳法证明有关自然数的命题. (1)当时,由(Ⅰ)问知是整数,结论成立.(2)假设当)时结论成立,即都是整数,由(Ⅱ)问知.即时,结论也成立.

解:(Ⅰ)由

因为,所以

.     3分

(Ⅱ)由,得

,同理,

所以

所以.     8分

(Ⅲ)用数学归纳法证明.

(1)当时,由(Ⅰ)问知是整数,结论成立.

(2)假设当)时结论成立,即都是整数.

,得

所以

所以

都是整数,且,所以也是整数.

时,结论也成立.

由(1)(2)可知,对于一切的值都是整数.      13分

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题型:简答题
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简答题

是否存在常数a,b使等式对于一切n∈N*都成立?若存在,求出a,b的值,若不存在,请说明理由。

正确答案

详见解析.

试题分析:先假设存在符合题意的常数a,b,c,再令n=1,n=2,n=3构造三个方程求出a,b,c,再用用数学归纳法证明成立,证明时先证:(1)当n=1时成立.(2)再假设n=k(k≥1)时,成立,递推到n=k+1时,成立即可.

试题解析:解:若存在常数a,b使得等式成立,将n=1,n=2代入等式

有:

即有:          4分

对于n为所有正整数是否成立,再用数学归纳法证明

证明:(1)当n=1时,等式成立。                5分

(2)假设n=k时等式成立,即

          7分

当n=k+1时,即

           11分

也就是说n=k+1时,等式成立,

由(1)(2)可知等式对于任意的n∈N*都成立。            12分.

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题型:简答题
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简答题

求证:32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除.

正确答案

(1)当n=1时,式子32n+2-8n-9=34-8-9=64能被64整除,命题成立.…2分

(2)假设当n=k时,32k+2-8k-9能够被64整除.       …4分

当n=k+1时,

32k+4-8(k+1)-9

=9[32k+2-8k-9]+64k+64

=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)…8分

因 为32k+2-8k-9能够被64整除,

∴9[32k+2-8k-9]+64(k+1)能够被64整除.                     …10分

即当n=k+1时,命题也成立.

由(1)(2)可知,32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除.…12分

百度题库 > 高考 > 数学 > 数学归纳法证明不等式

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