已知函数f(x)=x3,g?(x)=x+.
(Ⅰ)求函数h?(x)=f(x)-g?(x)的零点个数.并说明理由;
(Ⅱ)设数列{?an}(n∈N*)满足a1=a(a>0),f(an+1)=g(an),证明:存在常数M,使得对于任意的n∈N*,都有an≤M.
网友回答
解:(Ⅰ)由h(x)=知,x∈[0,+∞),而h(0)=0,且h(1)=-1<0,h(2)=6-,则x=0为h(x)的一个零点,且h(x)在(1,2)内有零点,
∴h(x)至少有两个零点.
由h(x)=,记,则,
当x∈(0,+∞)时,g(x)单调递增,故可判断出h(x)在(0,+∞)仅有一个零点,
综上所述,h(x)有且只有两个零点.
(Ⅱ)记h(x)的正零点为x0,即,
(1)当a<x0时,由a1=a,即a1<x0,而,∴a2<x0.
由此猜测an<x0.下面用数学归纳法证明:
①当n=1时,a1<x0,成立.
②假设当n=k时ak<x0成立,则当n=k+1时,由,知ak+1<x0.
因此当n=k+1时,ak+1<x0成立.
故对任意的n∈N*,an≤x0成立.
(2)当a≥x0时,由(Ⅰ)知,当x∈(x0,+∞)时,h(x)单调递增,∴h(a)h(x0)=0,从而a2≤a,由此猜测an≤a.下面用数学归纳法证明:
①当n=1时,a1≤a,成立.
②假设当n=k时ak<a成立,则当n=k+1时,由,知ak+1<a.
因此当n=k+1时,ak+1<a成立.故对任意的n∈N*,an≤a成立.
综上所述,存在常数M,使得对于任意的n∈N*,都有an≤M.
解析分析:(Ⅰ)由h(x)=知,x∈[0,+∞),而h(0)=0,且h(1)=-1<0,h(2)=6-,再研究函数在(0,+∞)上的单调性,以确定零点个数即可(Ⅱ)记h(x)的正零点为x0,即,当a<x0时,由a1=a,即a1<x0,而,a2<x0.由此猜测an<x0.当a≥x0时,由(Ⅰ)知,当x∈(x1,+∞)时,h(x)单调递增,h(a)>h(x0)=0,从而a2<a,由此猜测an<a.然后用数学归纳法证明.
点评:本题考查数列的性质和运用,解题时要注意不等式性质的合理运用和数不归纳法的证明过程.