- 反证法与放缩法
- 共409题
已知函数,x∈(0,+∞),
(1)当a=8时,求f(x)的单调区间;
(2)对任意正数a,证明:1<f(x)<2。
正确答案
解:(1)当a=8时,,
求得,
于是当x∈时,f′(x)≥0;而当x∈
时,f′(x)≤0,
即f(x)在中单调递增,而在
中单调递减.
(2)对任意给定的a>0,x>0,由,
若令,则abx=8, ①
而, ②
(一)、先证f(x)>1;因为,
又由,得
,
所以
;
(二)、再证f(x)<2;
由①、②式中关于x,a,b的对称性,不妨设x≥a≥b,则0<b≤2,
(ⅰ)当a+b≥7,则a≥5,所以x≥a≥5,
因为,
,
此时;
(ⅱ)当a+b<7,③
由①得,,
因为,
所以, ④
同理得, ⑤
于是, ⑥
今证明, ⑦
因为,
只要证,即
,
也即a+b<7,据③,此为显然.
已知函数f(x)=ln(1+x)-x。
(1)求f(x)的单调区间;
(2)记f(x)在区间[0,π](n∈N*)上的最小值为bn,令an=ln(l+n)-bn。
(i)如果对一切n,不等式恒成立,求实数c的取值范围;
(ii)求证:。
正确答案
解:(1)因为
所以函数定义域为(-1,+)
且
由得-1<x<0,f(x)的单调递增区间为(-1,0)
由得x>0,f(x)的单调递增区间为(0,+
)。
(2)因为f(x)在[0,n]上是减函数,
所以
则an=ln(1+n)-bn=ln(1+n)-ln(1+n)+n=n
(i)
>
又lim
因此c<1,即实数c的取值范围是(-,1);
(ii)由(i)知
因为[]2=
所以<
(n∈N*)
则<
即(n∈N*)。
已知函数的图象经过
其中e为自然对数的底数,e≈2.71
,
(Ⅰ)求实数a;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间;
(Ⅲ)证明:对于任意的n∈N*,都有成立。
正确答案
解:(Ⅰ)由y=f(x)的图象过点,
得。
(Ⅱ),
由x>1知,
令,
故g(x)在(1,+∞)上为增函数,
当x>1时,,
令得x=e,
令得,x>e;令
得
,
故f(x)的增区间为(e,+∞),减区间为(1,e)。
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)在区间(1,+∞)上的最小值为,
即当x>1时,恒成立,
当n∈N*时,令,
则有,
即,
故成立。
已知f(x)=。
(1)讨论f(x)的单调性,并求出f(x)的最大值;
(2)求证:f(x)≤1-;
(3)比较f(22)+f(32)+…+f(n2)与的大小,并证明你的结论。
正确答案
解:(1),令
得
令得
又f(x)的定义域为(0,+∞),
∴f(x)在上递增,在
上递减,从而
;
(2)要证即证
∵
所以只需证
令
则
令得
得
(
舍去)
∴在(0,1)上递增,在(1,+
)上递减
∴
∴成立,即
成立;
(3)由(2)知,从而
∴
又
∴
即。
(1)讨论函数(x∈[e﹣1,e])的图象与直线y=k的交点个数.
(2)求证:对任意的n∈N*,不等式总成立.
正确答案
(1)解:由题意得:.
令f'(x)=0,得x=.
当时,f'(x)>0,故函数f(x)在
上递增;
当时,f'(x)<0,故函数f(x)在
上递减.
又因为f(e﹣1)=﹣e2,,
,
所以当或k<﹣e2时,没有交点;
当或
时,有唯一的交点;
当时,有两个交点.
(2)证明:由(1)知函数f(x)在上递增,在
上递减,
故f(x)在(0,+∞)上的最大值为.即对x∈(0,+∞)均有
,
故.
当n=1时,结论显然成立;
当n≥2时,有=
≤
<
=
=
.
综上可知,对任意的n∈N*,不等式成立.
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