(2014•江西模拟)已知函数f(x)=ln(x2+a)(a>0)

(2014•江西模拟)已知函数f(x)=ln(x2+a)(a>0)
(1)若a=2,求f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
(2)令g(x)=f(x)-[2/3]x3,求证:在区间(0,[1/a])上,g(x)存在唯一极值点.
(3)令h(x)=
f′(x)
2x
,定义数列{xn}:x1=0,xn+1=h(xn).当a=2且xk∈(0,[1/2]](k=2,3,4…)时,求证:对于任意的m∈N*,恒有|xm+k-xk|<[13•4k−1
猪猪8011 1年前 已收到1个回答 举报

yaoliyaoli 幼苗

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解题思路:(1)求出函数的导数f′(x),求出切线的斜率,应用点斜式方程写出切线方程;
(2)g′(x)=f′(x)-2x2=2x([1x2+a-x)等价于φ(x)=
1
x2+a
-x在(0,
1/a])上有唯一零点,通过导数得到φ(x)在(0,[1/a])上单调递减,判断且φ(0)、φ([1/a])的符号,由零点存在定理,即可得证;
(3)当a=2时,求出h(x),x1=0,x2=[1/2],x3=[4/9],|x3-x2|=[1/18],xk∈(0,[1/2]],则|xk+1-xk|<…<[1
4k−2
|x3-x2|=
1/18]•
1
4k−2
1
4k
,所以|xm+k-xk|<|xm+k-xm+k-1|+|xm+k-1-xm+k-2|+…|xk+1-xk|应用放缩和等比数列的求和公式,即可得证.

(1)若a=2,f(x)=ln(2+x2),
则f′(x)=
2x
x2+2,f′(1)=
2/3],f(1)=ln3,
所以所求的切线方程为y-ln3=[2/3](x-1)
即2x-3y+3ln3-2=0;
(2)证明:g′(x)=f′(x)-2x2=2x([1
x2+a-x)等价于φ(x)=
1
x2+a-x在(0,
1/a])上有唯一零点.
事实上,φ′(x)=[−2x
(x2+a)2-1<0,x∈(0,
1/a]),
所以φ(x)在(0,[1/a])上单调递减,且φ(0)=[1/a]>0,φ([1/a])=[1

1
a2+a−
1/a]<0,
故在区间(0,[1/a])上,g(x)存在唯一极值点.
(3)证明:当a=2时,h(x)=
f′(x)
2x=[1
x2+2,x1=0,x2=
1/2],x3=[4/9],|x3-x2|=[1/18],xk∈(0,[1/2]],
从而|xk+1-xk|=|
1
xk2+2−
1
xk−12+2|=
|xk−x

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 本题考查导数的应用:求切线方程、求极值,同时考查函数的零点存在定理,考查不等式的证明:放缩法,是一道综合题,有一定的难度.

1年前

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