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leebli 幼苗
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(Ⅰ)由已知由函数f(x)的定义域为x>-a,f′(x)=1−
1
x+a=
x+a−1
x+a,
∵-a<-a+1,
∴由f'(x)>0,得x>-a+1,
由f'(x)<0,得-a<x<-a+1,
所以函数f(x)的减区间为(-a,-a+1),增区间为(-a+1,+∞).(4分)
(II)由题意,得f'(1)=0,
∴a=0.(5分)
∴由(Ⅰ)知f(x)=x-lnx,
∴f(x)+2x=x2+b,即x-lnx+2x=x2+b,
∴x2-3x+lnx+b=0,
设g(x)=x2-3x+lnx+b(x>0),
则g'(x)=2x-3+[1/x=
2x2−3x+1
x=
(2x−1)(x−1)
x]
当x∈[
1
2,2]变化时,g'(x),g(x)的变化情况如下表:(6分)
∵方程f(x)+2x=x2+b在[0.5,2]上恰有两个不相等的实数根,
∴
g(
1
2)≥0
g(1)<0
g(2)≥0,∴
b−
5
4−ln2≥0
b−2<0
g(2)≥0,
∴[5/4]+ln2≤b<2,即b∈[
5
4ln2,2).(8分)
(III)由(I)和(II)可知当a=0,x∈[
1
2,+∞)时,f(x)≥f(1),
即lnx≤x-1,
∴当x>1时,lnx<x-1.(10分)
令x=1+
1
n2(n≥2,n∈N*),
则ln(1+
1
n2)<
1
n2.
所以当n≥2,n∈N*时,
ln(1+
1
22)+ln(1+
1
32)+…+ln(1+
1
n2)<
1
22+
1
32++
1
n2<
1
1×2+
1
2×3++
1
n×(n−1)=1−
1
n<1,
即ln(1+
1
22)(1+
1
32)(1+
1
n2)<1,
∴(1+
1
22)(1+
1
32)(1+
1
n2)<e.(12分)
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数与方程的综合运用;函数在某点取得极值的条件;不等式的证明.
考点点评: 本题考查导数应用求函数单调区间
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