(2012•陕西)设函数fn(x)=xn+bx+c(n∈N+,b,c∈R)

(2012•陕西)设函数fn(x)=xn+bx+c(n∈N+,b,c∈R)
(1)设n≥2,b=1,c=-1,证明:fn(x)在区间(
1
2
,1)
内存在唯一的零点;
(2)设n=2,若对任意x1,x2∈[-1,1],有|f2(x1)-f2(x2)|≤4,求b的取值范围;
(3)在(1)的条件下,设xn是fn(x)在(
1
2
,1)
内的零点,判断数列x2,x3,…,xn的增减性.
跳出五行不再轮回 1年前 已收到1个回答 举报

vivaxu 春芽

共回答了19个问题采纳率:84.2% 举报

解题思路:(1)根据 fn([1/2])fn(1)=([12n-
1/2])×1<0,以及fn(x)在区间(
1
2
,1)
内单调递增,可得fn(x)在区间(
1
2
,1)
内存在唯一的零点.
(2)当n=2,由题意可得函数f2(x)在[-1,1]上的最大值与最小值的差M≤4,分当|
b
2
|
>1时、当-1≤-[b/2]<0时、当0≤-[b/2]≤1 时三种情况,分别求得b的取值范围,再取并集,即得所求.
(3)证法一:先求出fn(xn)和fn+1(xn+1)的解析式,再由当xn+1(
1
2
,1)
时,fn(xn)=0=fn+1(xn+1)=xn+1n+1+xn+1-1<xn+1n+xn+1-1=fn(xn+1),且
fn(x)在区间(
1
2
,1)
内单调递增,故有xn<xn+1,从而得出结论.
证法二:设xn是fn(x)=xn+x-1在(
1
2
,1)
内的唯一零点,由fn+1(xn) fn+1(1)<0可得 fn+1(x)的零点在(xn,1)内,从而有 xn<xn+1 (n≥2),由此得出结论.

(1)由于n≥2,b=1,c=-1,fn(x)=xn+bx+c=xn+x-1,∴fn([1/2])fn(1)=([1
2n-
1/2])×1<0,
∴fn(x)在区间(
1
2,1)内存在零点.再由fn(x)在区间(
1
2,1)内单调递增,可得fn(x)在区间(
1
2,1)内存在唯一的零点.
(2)当n=2,函数f2(x)=x2+bx+c,对任意x1,x2∈[-1,1],有|f2(x1)-f2(x2)|≤4,
故函数f2(x)在[-1,1]上的最大值与最小值的差M≤4.
当|
b
2|>1时,即b>2或 b<-2时,M=|f2(-1)-f2(1)|=2|b|>4,这与题设相矛盾.
当-1≤-[b/2]<0时,即0<b≤2时,M=f2(1)-f2(−
b
2)=(
b
2+1)2≤4 恒成立.
当0≤-[b/2]≤1 时,即-2≤b≤0时,M=f2(-1)-f2(−
b
2)=(
b
2−1)2≤4 恒成立.
综上可得,-2≤b≤2.
(3)证法一:在(1)的条件下,xn是fn(x)=xn+x-1在(
1
2,1)内的唯一零点,则有fn(xn)=xnn+xn-1=0,
fn+1(xn+1)=xn+1n+1+xn+1-1=0.
当xn+1∈(
1
2,1)时,fn(xn)=0=fn+1(xn+1)=xn+1n+1+xn+1-1<xn+1n+xn+1-1=fn(xn+1).
由(1)知,fn(x)在区间(
1
2,1)内单调递增,故有xn<xn+1,故数列x2,x3,…,xn⋯单调递增数列.
证法二:设xn是fn(x)=xn+x-1在(
1
2,1)内的唯一零点,
fn+1(xn) fn+1(1)=(

点评:
本题考点: 数列与函数的综合;根的存在性及根的个数判断.

考点点评: 本题主要考查方程的根的存在性及个数判断,树立与函数的综合,体现了分类讨论、化归与转化的数学思想,
属于难题.

1年前

1
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.109 s. - webmaster@yulucn.com