已知函数f(x)=x2+lnx.(I)求证:在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在函数g(x)=x3图象的下方;(II)求证:[f′(x)]n-f′(xn)≥2n

发布时间:2020-07-31 09:06:26

已知函数f(x)=x2+lnx.
(I)求证:在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在函数g(x)=x3图象的下方;
(II)求证:[f′(x)]n-f′(xn)≥2n-2(n∈N*).

网友回答

证明:(I)设F(x)=x2+lnx-x3,则,
∵x>1,∴F′(x)<0,∴F(x)在[1,+∞)上是减函数.
又F(1)=-<0,故在[1,+∞)上,F(x)<0,即x2+lnx<x3,
∴在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在函数g(x)=x3图象的下方;---------(6分)
(II)∵x>0,∴[f′(x)]n-f′(xn)=.
当n=1时,不等式显然成立;
当n≥2时,有[f′(x)]n-f′(xn)=++…+
=[++…+]
≥(++…+)=2n-2
∴[f′(x)]n-f′(xn)≥2n-2(n∈N*).--------------------(12分)

解析分析:(I)构造F(x)=x2+lnx-x3,利用导数确定在[1,+∞)上,F(x)<0,即可得到结论;(II)x>0时,[f′(x)]n-f′(xn)=,利用二项式定理,结合基本不等式,即可证得结论.

点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查二项式定理的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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