解答题已知函数f(x)=(a∈R)
(Ⅰ)求f(x)的极值;
(Ⅱ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)设各项为正的数列{an}满足:,求证:.
网友回答
(Ⅰ)解:函数的定义域为(0,+∞),求导数,
令f′(x)=0得x=e1-a,
当x∈(0,e1-a)时,f′(x)>0,∴f(x)是增函数;
当x∈(e1-a,+∞),f′(x)<0,∴f(x)是减函数;
∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1,无极小值.
(Ⅱ)解:①当e1-a<e2,即a>-1时,
由(Ⅰ)知,f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2)上是减函数,
∴…(7分)
∵若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,
∴ea-1≥1
∴a≥1
∵a>-1,∴a≥1
②当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在区间(0,e2]上是增函数,
∴f(x)在区间(0,e2]上的最大值为f(e2)=
∴原问题等价于
∴a≥e2-2
∵a≤-1,∴无解
综上,实数a的取值范围是[1,+∞).
(Ⅲ)证明:令a=1,由(Ⅰ)知,,∴lnx≤x-1,
∵a1=1,假设,则ak+1=lnak+ak+2>1,故
从而an+1=lnan+an+2≤2an+1
∴
即,
∴.解析分析:(Ⅰ)确定函数的定义域,求导数,确定函数的单调性,从而可得函数的极值;(Ⅱ)分类讨论:①当e1-a<e2,即a>-1时,f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2)上是减函数,可得函数的最值,利用函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,可得实数a的取值范围;②当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在区间(0,e2]上是增函数,可得函数的最值,利用函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,从而可得结论;(Ⅲ)先证明lnx≤x-1,从而可证an+1=lnan+an+2≤2an+1,由此可证结论.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数而得单调性与极值,考查分类讨论的数学思想,考查不等式的证明,属于中档题.