题目内容
已知函数(
) =
,g (
)=
+
。
(Ⅰ)求函数h ()=
(
)-g (
)的零点个数,并说明理由;
(Ⅱ)设数列满足
,
,证明:存在常数M,使得对于任意的
,都有
≤
.
【答案】
解析:(I)由知,
,而
,且
,则
为
的一个零点,且
在
内有零点,因此
至少有两个零点
解法1:,记
,则
。
当时,
,因此
在
上单调递增,则
在
内至多只有一个零点。又因为
,则
在
内有零点,所以
在
内有且只有一个零点。记此零点为
,则当
时,
;当
时,
;
所以,
当时,
单调递减,而
,则
在
内无零点;
当时,
单调递增,则
在
内至多只有一个零点;
从而在
内至多只有一个零点。综上所述,
有且只有两个零点。
解法2:,记
,则
。
当时,
,因此
在
上单调递增,则
在
内至多只有一个零点。因此
在
内也至多只有一个零点,
综上所述,有且只有两个零点。
(II)记的正零点为
,即
。
(1)当时,由
,即
.而
,因此
,由此猜测:
。下面用数学归纳法证明:
①当时,
显然成立;
②假设当时,有
成立,则当
时,由
知,
,因此,当
时,
成立。
故对任意的,
成立。
(2)当时,由(1)知,
在
上单调递增。则
,即
。从而
,即
,由此猜测:
。下面用数学归纳法证明:
①当时,
显然成立;
②假设当时,有
成立,则当
时,由
知,
,因此,当
时,
成立。
故对任意的,
成立。
综上所述,存在常数,使得对于任意的
,都有
.
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