题目内容
设函数
表示f(x)导函数。
(I)求函数一份(x))的单调递增区间;
(Ⅱ)当k为偶数时,数列{
}满足
.证明:数列{
}中
不存在成等差数列的三项;
(Ⅲ)当后为奇数时,证明:对任意正整数,n都有
成立.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725237883.gif)
(I)求函数一份(x))的单调递增区间;
(Ⅱ)当k为偶数时,数列{
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725268212.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725284618.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725315323.gif)
不存在成等差数列的三项;
(Ⅲ)当后为奇数时,证明:对任意正整数,n都有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725331826.gif)
(1)当k为奇数时,f(x)的单调递增区间为
,当k为偶数时f(x)的单调递增区间为
(2)见解析(3)见解析
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725456410.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725487410.gif)
(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞)
又
当k为奇数时,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327257051371.gif)
即
的单调递增区间为
当k为偶函数时,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327257831330.gif)
由
>0,得x-1>0,∴x>1,即f(x)的单调递增区间为
,
综上所述:当k为奇数时,f(x)的单调递增区间为
,当k为偶数时f(x)的单调递增区间为
(Ⅱ)当k为偶数时,由(Ⅰ)知![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725877612.gif)
所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725908672.gif)
根据题设条件有![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725955914.gif)
∴{
}是以2为公式的比例数列
假设数列{
}中存在三项
,
,
,成等差数列
不妨设r<s<t,则2
=
+![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726033219.gif)
即![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726095876.gif)
又
(Ⅲ)当k为奇数时
方法二:(数学归纳发)
当n=1是,左边=0,右边=0,显然不等式成立
设n=k+1时:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327261581231.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726158985.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327261891004.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726204758.gif)
又![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726220528.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327262361134.gif)
n=k+1时结论成立。
综上,对一切正整数n结论成立。
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725549949.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725596206.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327257051371.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725736276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725456410.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725768204.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327257831330.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725799280.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725487410.gif)
综上所述:当k为奇数时,f(x)的单调递增区间为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725456410.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725487410.gif)
(Ⅱ)当k为偶数时,由(Ⅰ)知
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725877612.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725908672.gif)
根据题设条件有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725955914.gif)
∴{
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725970366.gif)
假设数列{
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132725315323.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726002320.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726017220.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726033219.gif)
不妨设r<s<t,则2
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726017220.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726002320.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726033219.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726095876.gif)
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327261112808.gif)
(Ⅲ)当k为奇数时
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327261421194.gif)
方法二:(数学归纳发)
当n=1是,左边=0,右边=0,显然不等式成立
设n=k+1时:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327261581231.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726158985.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327261891004.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726204758.gif)
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726220528.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231327262361134.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823132726298128.gif)
综上,对一切正整数n结论成立。
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