已知函数f(x)=ln(1+x)-kx(k∈R)(Ⅰ)若f(x)的最大值为0,求k的值;(Ⅱ)已知数列{an}满足a1=1,.(ⅰ)求证:a1+a2+a3+…an<2

发布时间:2020-08-01 01:46:52

已知函数f(x)=ln(1+x)-kx(k∈R)
(Ⅰ)若f(x)的最大值为0,求k的值;
(Ⅱ)已知数列{an}满足a1=1,.
(ⅰ)求证:a1+a2+a3+…an<2;
(ⅱ)是否存在n∈N*,使得an?(0,1],若不存在,请给予证明;若存在,请求出n.

网友回答

(Ⅰ)解:函数的定义域为(-1,+∞),(求出导数给1分)
①当k≤0时,令x=e-1,则f(e-1)=1-(e-1)k>0不满足题意(x可以取任意的正数)…(3分)
②当k>0,
令f′(x)>0,∵x+1>0,
∴f′(x)>0,
∴-kx+(1-k)>0,

∴f(x)在上单调递增,在上单调递减.
∴,即,
∴k-lnk-1=0,
∴k=1(求出k=1…2分)
设g(x)=k-lnk-1,,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,所以k=1是唯一解.
综上所述k=1时,f(x)的最大值为0(说明唯一性1分)
(Ⅱ)(ⅰ)证明:由(Ⅰ)知,f(x)=ln(1+x)-x≤0,∴ln(1+x)≤x,
∴ln(1+an+1)≤an+1,∴

∴,
即…(8分)
∴…(10分)
(ⅱ)不存在,…(11分)(如果探索后给出正确的结论给(1分),只给结论不得分)
由(ⅰ)得,只需证明an>0
下面用数学归纳法证明:an>0对任意的正整数都成立
①当n=1时,a1=1>0(与后面的综上所述合起来1分)
②假设当n=k时,ak>0,则n=k+1时,
构造函数,,
令,
∵1+x>0,∴x<1,∴h(x)在(-1,1)上单调递增,
∵0<ak≤1,ak+1=h(ak)=
∴n=k+1时,ak+1>0
综合①②对任意的n∈N*,an>0都成立.
(从n=k到n=k+1说清楚给2分)
综上,对任意的n∈N*,an∈(0,1]都成立.
∴不存在n∈N*,使得an?(0,1].

解析分析:(Ⅰ)确定函数的定义域,求出导函数,再分类讨论:①当k≤0时,不满足题意(x可以取任意的正数);②当k>0,确定函数的单调性,利用f(x)的最大值为0,可求k的值;(Ⅱ)(ⅰ)由(Ⅰ)知,f(x)=ln(1+x)-x≤0,所以ln(1+x)≤x,从而可得,进一步可得,再利用等比数列的求和公式,即可得到结论;(ⅱ)不存在,由(ⅰ)得,只需证明an>0,用数学归纳法证明:an>0对任意的正整数都成立即可.

点评:本题考查利用导数研究函数的最值,单调性,数列递推关系、放缩法、数学归纳法不等式恒成立等知识;同时考查学生的化归与转化能力能力、探索数学交汇问题的解决策略;考查数学建模思想,函数、方程思想的综合应用.
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