题目内容
【题目】已知函数f(x)= (e为自然对数的底数),曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线与直线4x+3ey+1=0互相垂直. (Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若对任意x∈( ,+∞),(x+1)f(x)≥m(2x﹣1)恒成立,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)设g(x)= ,Tn=1+2[g( )+g( )+g( )+…+g( )](n=2,3…).问:是否存在正常数M,对任意给定的正整数n(n≥2),都有 + + +…+ <M成立?若存在,求M的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(Ⅰ) = 依题意曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线与直线4x+3ey+1=0互相垂直.
得: ,
∴a=0,
(Ⅱ)对任意的 ,(x+1)f(x)≥m(2x﹣1)恒成立.
等价于xex﹣m(2x﹣1)≥0对 恒成立,
即 对 恒成立
令 ,则m≤t(x)最小
∵
由t′(x)=0得:x=1或 (舍去)
当 时,t′(x)<0;
当x∈(1,+∞)时,t′(x)>0
∴t(x)在 上递减,在(1,+∞)上递增
∴t(x)最小=t(1)=e,
∴m≤e.
(Ⅲ) = ,
,
∴ ,
因此有
由 ,
得2Tn=2+2[1+1+…+1]=2+2(n﹣1)=2n,∴Tn=n.
,取n=2m(m∈N*),
则 = = ,
当m趋向于+∞时, 趋向于+∞.
所以,不存在正常数M,对任意给定的正整数n(n≥2),
都有 成立
【解析】(Ⅰ)求出导数,利用条件列出方程,即可求实数a的值;(Ⅱ)转化条件为对 恒成立,即 对 恒成立,构造函数 ,求出t(x)最小 , 即可得到实数m的取值范围.(Ⅲ)通过 ,推出 ,化简 ,推出Tn=n.然后求解 ,取n=2m(m∈N*),利用放缩法推出 ≥ ,当m趋向于+∞时, 趋向于+∞.然后说明结果.