设函数fn(x)=1-x+-+…-,n∈N*,
(Ⅰ)研究函数f2(x)的单调性并判断f2(x)=0的实数解的个数;
(Ⅱ)判断fn(x)=0的实数解的个数,并加以证明.
网友回答
解:(Ⅰ)f2(x)=1-x+-,则f2′(x)=-1+x-x2=-(x-)2-<0
∴函数f2(x)在R上单调减
∵f2(1)>0,f2(2)<0
∴f2(x)=0的实数解的个数是1个;
(Ⅱ)fn(x)=0的实数解的个数是1个
求导函数可得fn′(x)=-1+x-x2+…+x2n-3-x2n-2.
(1)若x=-1,则fn′(x)=-(2n-1)<0.
(2)若x=0,则fn′(x)=-1<0.
(3)若x≠-1,且x≠0时,则fn′(x)=-.
①当x<-1时,x+1<0,x2n-1+1<0,∴fn′(x)<0.
②当x>-1时,fn′(x)<0
综合(1),(2),(3),得fn′(x)<0,
即fn(x)在R单调递减.
又fn(0)=1>0,fn(2)=(1-2)+()+…+(-)<0
所以fn(x)在(0,2)有唯一实数解,从而fn(x)在R有唯一实数解.
综上,fn(x)=0有唯一实数解.
解析分析:(Ⅰ)对函数求导,导函数是一个二次函数,配方整理看出导函数一定小于0,得到函数的单调性(II)首求出导数,根据导数的正负看出函数的单调性,从而可得交点的个数.
点评:本题考查函数与方程的关系和导数的应用,本题解题的关键是由导数看出函数的单调性,根据单调性确定函数与横轴的交点个数.分类研究函数的单调性体现了分类讨论的思想