设函数f(x)=blnx-(x-1)2,其中b为常数.
(Ⅰ)若b=4,求函数f(x)的单调递减区间;
(II)若函数f(x)有极值点,求b的取值范围及f(x)的极值点;
(Ⅲ)?证明:对任意不小于3的正整数n,不等式都成立.
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解:∵f′(x)=-2(x-1)=
(Ⅰ)∵b=4∴f′(x)==?(x>0)
由f′(x)<0,得x>2
∴函数f(x)的单调递减区间为(2,+∞)
(II)∵函数f(x)有极值点,∴f′(x)=0有正根,
即2x2-2x-b=0有正根
∵y=2x2-2x-b的对称轴为>0,
∴只需△=4+8b>0,∴b>-
①若-<b<0,∵2x2-2x-b=0的两根之积为->0,∴此方程有两个正根,
函数f(x)在(0,)上为减函数,在(,)上为增函数,在(,+∞)上为减函数
∴函数f(x)的极小值点为x=,极大值点为x=
②若b≥0,∵2x2-2x-b=0的两根之积为-≤0,∴此方程有一个正根
函数f(x)在(0,)上为增函数,在(,+∞)上为减函数
∴函数f(x)无极小值点,极大值点为x=
综上所述,-<b<0时,函数f(x)的极小值点为x=,极大值点为x=;
b≥0时,函数f(x)无极小值点,极大值点为x=
(Ⅲ)令b=1,由(II)知,函数f(x)=lnx-(x-1)2在(0,)上为增函数,在(,+∞)上为减函数,且f(1)=0
令t=(n≥3),则1<t<
∵函数f(x)=lnx-(x-1)2在(1,)上为增函数,
∴f(t)>f(1)=0
即f()>0
即ln-(-1)2>0
∴对任意不小于3的正整数n,不等式都成立
解析分析:(Ⅰ)先求函数的导函数f′(x),b=4时,解不等式f′(x)<0,即可得函数的单调递减区间(II)函数的定义域为(0,+∞),函数f(x)有极值点即方程f′(x)=0有正根,从而求得b的范围,但要求极值点,必须讨论极值点的个数,分两种情况分别讨论函数的单调区间,得相应的极值点(Ⅲ)所证不等式即ln-(-1)2>0,结合(II),只需证明b=1,且n≥3时,f()>0,因为f(1)=0,故只需利用函数f(x)=lnx-(x-1)2在(1,)上为增函数即可得证
点评:本题综合考查了利用导数求函数单调区间的方法,利用导数求函数的极值点的方法,利用导数证明不等式的方法.