解答题设函数(a≤2)
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(II)证明:…对任意n∈N*都成立.
网友回答
(I)解:f(x)的定义域为(0,+∞),(x>0)
令g(x)=(x-1)[(a-1)x-1],…(1分)
①当a=2时,对任意x∈(0,+∞),f′(x)=,故f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②当a≤1时,,
∵-[(1-a)x+1]<0对任意x∈(0,+∞)恒成立,
∴x≥1时,f′(x)≤0,0<x<1时,f′(x)>0,
∴函数在[1,+∞)上是增函数,在(0,1)上是减函数;
③当1<a<2时,令f′(x)≤0可得,令f′(x)≥0可得0<x≤1或x≥,
∴函数在(0,1]和[,+∞)上是增函数,在[1,)上是减函数;
(II)证明:(1)当n=1时,左边-右边=
不等式成立…(7分)
(2)假设n=k(k∈N*)不等式成立,即…成立
那么,当n=k+1时,左边=…+…(8分)
下面证明:
即证…(9分)
由(Ⅰ)知当a=2时,在(0,+∞)上单调递增
则对任意k∈N*,都有成立
即对任意k∈N*,都有成立
因此n=k+1时成立
由(1)(2)及数学归纳法原理知
原不等式对任意n∈N*都成立.…(12分)解析分析:(I)f(x)的定义域为(0,+∞),求导函数(x>0),令g(x)=(x-1)[(a-1)x-1],分类讨论,确定g(x)的正负,即可得到导函数的正负,从而可得函数的单调性;(II)利用数学归纳法证明,当n=k+1时,利用分析法进行证明.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查分类讨论的数学思想,考查不等式的证明,考查数学归纳法与分析法的运用,综合性强.