已知f(x)=ln(1+x2)+ax(a≤0).
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性.
(Ⅱ)证明:(1+)?(1+)?…?(1+)<e(n∈N*,n≥2,其中无理数e=2.71828…)
网友回答
解:(Ⅰ)f′(x)=-+a=
当a=0时,f′(x)=>0?x>0
∴f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∝,0)单调递减.
当a<0且ax2+2x+a=0的判别式△≤0,
即a≤-1时,f′(x)≤0对x∈R恒成立.
∴f(x)在R上单调递减.
当-1<a<0时,由f′(x)>0得:ax2+2x+a>0
解得:
由f′(x)<0可得:x>或x<
∴f(x)在[,]上单调递增,
在(-∝,],[,+∞)上单调递减.
(Ⅱ)由(Ⅰ)当a=-1时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递减.
当x>0时f(x)<f(0)
∴ln(1+x2)-x<0,即ln(1+x2)<x
∴ln[(1+)?(1+)…(1+)]
=ln(1+)?(1+)…(1+)<
<=(1-)+(-)+…+()=1-<1
∴(1+)?(1+)…(1+)<e.
解析分析:(I)先求导数fˊ(x),讨论a的与0和-1的大小,在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0,即可求出函数f(x)的单调区间;(II)先根据a=-1时,f(x)的单调性得到ln(1+x2)<x,然后利用该不等式得到ln[(1+)?(1+)…(1+)]<,最后利用放缩法进行化简,利用裂项法进行求和即可证得结论.
点评:本题主要考查了利用导数研究函数的单调区间,以及分类讨论的数学思想,放缩法和裂项求和法的应用,属于中档题.