已知函数,n∈N*.(1)当n≥2时,求函数f(x)的极大值和极小值;(2)是否存在等差数列{an},使得对一切n∈N*都成立?并说明理由.

发布时间:2020-07-31 17:01:54

已知函数,n∈N*.
(1)当n≥2时,求函数f(x)的极大值和极小值;
(2)是否存在等差数列{an},使得对一切n∈N*都成立?并说明理由.

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解:(1)=xn-1(x-1)n,f'(x)=(n-1)xn-2(x-1)n+xn-1?n(x-1)n-1=xn-2(x-1)n-1[(n-1)(x-1)+nx],
令f'(x)=0得,
因为n≥2,所以x1<x2<x3.…(2分)
当n为偶数时f(x)的增减性如下表:
x(-∞,0)01(1,+∞)f'(x)+0+0-0+f(x)↗无极值↗极大值↘极小值↗所以当时,;当x=1时,y极小=0.…(4分)
当n为奇数时f(x)的增减性如下表:
x(-∞,0)01(1,+∞)f'(x)+0-0+0+f(x)↗极大值↘极小值↗无极值↗所以x=0时,y极大=0;当时,.…(6分)
(2)假设存在等差数列{an}使成立,
由组合数的性质,
把等式变为,
两式相加,因为{an}是等差数列,所以a1+an+1=a2+an=a3+an-1=…=an+1+a1,
故,
所以a1+an+1=n.?…(8分)
再分别令n=1,n=2,得a1+a2=1且a1+a3=2,
进一步可得满足题设的等差数列{an}的通项公式为.…(10分)

解析分析:(1)先利用二项式定理化简f(x),再求出其导函数f'(x),利用导函数值的正负求出函数的单调区间,进而求出函数f(x)的极大值和极小值;(2)对于存在性问题,可先假设存在,即假设存在等差数列{an},结合组合数和性质得到a1+an+1=n,再分别令n=1,n=2,得a1+a2=1且a1+a3=2,进一步可得满足题设的等差数列{an}的通项公式,故存在等差数列{bn},满足条件.

点评:本题主要考查二项式定理,等差数列的通项公式,考查利用导数研究函数的极值以及函数的单调性与导数的关系.利用导数研究函数的单调性,求解函数的单调区间、极值、最值问题,是函数这一章最基本的知识,学生应熟练掌握.
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