已知函数f(x)=x-,x∈[0,+∞),数列{an}满足a1=1,an+1=f(an)(n=1,2,3…)(I)设f′(x)=,求g(x)在[0,+∞)上的最小值;

发布时间:2020-07-31 22:00:03

已知函数f(x)=x-,x∈[0,+∞),数列{an}满足a1=1,an+1=f(an)(n=1,2,3…)
(I)设f′(x)=,求g(x)在[0,+∞)上的最小值;
(II)证明:0<an+1<an≤1;
(III)记Tn=++…+,证明:Tn<1.

网友回答

(I)解:∵f′(x)=,f′(x)=,
∴g(x)=(1+x)2-1+ln(1+x)???
∴g′(x)=2(1+x)+
当x≥0时,g′(x)>0,∴g(x)在[0,+∞)上为增函数,
∴g(x)≥g(0)=0,即g(x)的最小值为0;???
(II)证明:①当n=1时,a2=f(a1)=<a1=1,
又g(x)≥0,则f′(x)=≥0
所以f(x)在[0,+∞)上为增函数,即f(x)≥f(0)=0
则a2=f(a1)>f(0)=0,所以0<a2<a1≤1;
②假设当n=k时,结论成立,即0<ak+1<ak≤1,则
当n=k+1时,ak+2=f(ak+1)=<ak+1≤1
∵f(x)在[0,+∞)上为增函数,
∴ak+2=f(ak+1)>f(0)=0
∴0<ak+2<ak+1≤1,
∴当n=k+1时,结论也成立.
由①②知,0<an+1<an≤1;
(III)证明:由(II)0<an+1<an≤1得>,即
故?
则Tn=++…+
<++…+=<=a1=1
所以Tn<1成立.
解析分析:(I)求导函数,求得g(x)在[0,+∞)上为增函数,即可求g(x)在[0,+∞)上的最小值;(II)利用数学归纳法证明,证题中注意f(x)在[0,+∞)上为增函数,及掌握数学归纳法的证题步骤;(III)证明,结合等比数列的求和公式,即可得到结论.

点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查不等式的证明,考查学生分析解决问题的能力,综合性强.
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