f(x)=lg,其中a是实数,n是任意自然数且n≥2.(Ⅰ)如果f(x)当x∈(-∞,1]时有意义,求a的取值范围;(Ⅱ)如果a∈(0,1],证明2f(x)<f(2x

发布时间:2020-07-31 09:24:48

f(x)=lg,其中a是实数,n是任意自然数且n≥2.
(Ⅰ)如果f(x)当x∈(-∞,1]时有意义,求a的取值范围;
(Ⅱ)如果a∈(0,1],证明2f(x)<f(2x)当x≠0时成立.

网友回答

解:(Ⅰ)f(x)当x∈(-∞,1]时有意义的条件是1+2x+…+(n-1)x+nxa>0,x∈(-∞,1],n≥2,
即,
∵上都是增函数,
∴在(-∞,1]上也是增函数,
从而它在x=1时取得最大值.
所以,
∵等价于,
故a的取值范围是{a|a>-}.
(Ⅱ)证明:只需证明n≥2时,[1+2x+…+(n-1)x+nxa]2
<n[1+22x+…+(n-1)2x+n2xa],a∈(0,1],x≠0.
∵(a1+a2+…+an2)2=(a12+a22+…an2)+2(a1a2+a2a3+…+an-1an)
≤(a12+a22+…an2)+[(a12+a22)+…+(a12+an2)]+[(a22+a32)
+…+(a22+an2)]+…+[(an-22+an-12)+(an-22+an2)]+(an-12+an2)
=n(a12+a22+…+an2).
于是(a1+a2+…+an)2≤n(a12+a22+…+an2)当a1=a2=…=an时成立.
利用上面结果知,当a=1,x≠0时,因1≠2x,
所以有[1+2x+…+(n-1)x+nxa]2<n[1+22x+…+(n-1)2x+n2xa],a∈(0,1],
当0<a<1,x≠0时,因a2<a,
所以有[1+2x+…+(n-1)x+nxa]2<n[1+22x+…+(n-1)2x+n2xa],
即有2f(x)<f(2x)a∈(0,1],x≠0.
解析分析:(Ⅰ)、f(x)当x∈(-∞,1]时有意义的条件是1+2x+…+(n-1)x+nxa>0,x∈(-∞,1],n≥2,即,然后由函数的单调性求实数a的取值范围.(Ⅱ)、欲证如果a∈(0,1],证明2f(x)<f(2x)当x≠0时成立,只需证明n≥2时,[1+2x+…+(n-1)x+nxa]2<n[1+22x+…+(n-1)2x+n2xa],a∈(0,1],x≠0即可得证.

点评:本题是比较难的对数函数的综合题,在解题过程中要注意等价转化思想的灵活运用,并且细心运算,避免不必要的错误.
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