已知函数f(x)=ln(1+x)-x;(I)求证:对?a>0,f(x)≤ax2;(II)证明:ln(n+1)≤,(n∈N*);(III)求证:对?t∈R,e2x-2t

发布时间:2020-07-31 18:38:56

已知函数f(x)=ln(1+x)-x;
(I)求证:对?a>0,f(x)≤ax2;
(II)证明:ln(n+1)≤,(n∈N*);
(III)求证:对?t∈R,e2x-2t(ex+x)+x2+2t2-≥0.

网友回答

解:(I)只需证明f(x)的最大值为O即可,f′(x)=-1,令f′(x)=0,得x=0,
当-1<x<1时,f′(x)>0.当x>0时,f′(x)<0
∴x=0是f(x)唯一的极大值点,故f(x)的最大值=f(0)=0
∵a>0,∴ax2≥0?
?从而?f(x)≤ax2(4分)
(II)由(I)当x>-1时,f(x)≤ax2,即
ln(1+x)≤x+x2=x(1+x)
令x=??得ln(1+)=ln(1+n)-lnn≤
∴ln2-ln1≤,ln3-ln2≤…
ln(1+n)-lnn≤
上面n个不等式相加,得ln(1+n)≤?(9分)
(III)由(I)得x>-1时??ln(1+x)≤x即ex-x≥1
∴=2×≤2×=e2x-2t(ex+x)+x2+2t2,
∴e2x-2t(ex+x)+x2+2t2-≥0??(14分)
解析分析:(I)只需证明f(x)的最大值为O即可,利用导数研究此函数的最大值,从而得出结论;(II)第II问取a=1这特殊情形,将连续型函数转化为间断型数列求和,用裂项法处理.第II问由左边的一项到右边的n项,肯定是由几个不等式累加而成;(III)第III问用分析法将不等式左边重新组合,再配方,利用重要不等式进行放缩即可.

点评:本题第I问主要考查用导数方法研究函数性态,处理不等式恒成立问题为后面两问提供“工具”.第II问取a=1这特殊情形,将连续型函数转化为间断型数列求和,用裂项法处理.第III问将第I问提供的工具变形后再用,其中考查了利用重要不等式放缩这一技巧.对转化与化归思想要求较高,属于难题.
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