已知f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R)

已知f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R)
(1)当a=1时,求f(x)在定义域上的最大值;
(2)已知y=f(x)在x∈[1,+∞)上恒有f(x)<0,求a的取值范围;
(3)求证:
12+1+1
12+1
22+2+1
22+2
32+3+1
32+3
•…•
n2+n+1
n2+n
<e
liqiaoliqiao123 1年前 已收到1个回答 举报

hudiewang4 幼苗

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解题思路:(1)由f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R),a=1,知f(x)=
1
1+x
−1=
−x
1+x
,由此能求出f(x)在定义域上的最大值.
(2)y=f(x)在x∈[1,+∞)上恒有f(x)<0,等价于a>
ln(x+1)
x
恒成立,由此能够求出a的取值范围.
(3)要证
12+1+1
12+1
22+2+1
22+2
32+3+1
32+3
•…•
n2+n+1
n2+n
<e
,只需证ln(1+
1
12+1
)+ln(1+
1
22+2
)+…+ln(1+
1
n2+n
)<1
,由此能够得到证明.

(1)∵f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R),a=1,
∴f′(x)=
1
1+x−1=
−x
1+x,
由f′(x)=
−x
1+x>0,得-1<x<0;由f′(x)=
−x
1+x<0,得x>0;
所以y=f(x)在(-1,0)为增,在(0,+∞)为减,
所以x=0时,f(x)取最大值0.
(2)y=f(x)在x∈[1,+∞)上恒有f(x)<0,
等价于a>
ln(x+1)
x恒成立,
设g(x)=
ln(x+1)
x⇒g′(x)=

x
1+x−ln(x+1)
x2,
设h(x)=
x
1+x−ln(x+1)⇒h′(x)=
1
(1+x)2−
1
1+x=
−x
(1+x)2<0(x≥1),
所以h(x)是减函数,所以h(x)≤h(1)=
1
2−ln2<0(4>e⇒2>e
1
2),
所以g(x)是减函数,gmax(x)=g(1),所以a>ln2
(3)要证
12+1+1
12+1•
22+2+1
22+2•
32+3+1
32+3•…•
n2+n+1
n2+n<e,
只需证ln
12+1+1
12+1+ln
22+2+1
22+2+…+ln
n2+n+1
n2+2<1
只需证ln(1+
1
12+1)+ln(1+

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;函数恒成立问题;对数函数图象与性质的综合应用.

考点点评: 本题考查函数的最大值的求法,考查满足条件的实数的取值范围的求法,考查不等式的证明.解题时要认真审题,仔细解答,注意等价转化思想的合理运用.

1年前

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