题目内容

已知函数,其中,a为常数

(Ⅰ)当时,求函数的极值;

(Ⅱ)当时,证明:对任意的正整数n,当时,有

(Ⅰ)解:由已知得函数的定义域为

n=2时,

所以 .

(1)当a>0时,由=0得>1,<1,

(2)此时 =.

x∈(1,x1)时,<0, 单调递减;

x∈(x1+∞)时,>0, 单调递增.

a≤0时,<0恒成立,所以无极值.

综上所述,n=2时,

a>0时,处取得极小值,极小值为

a≤0时,无极值.

(Ⅱ)证法一:因为a=1,所以

n为偶数时,

=1+>0(x≥2).

所以当x∈[2,+∞]时,g(x)单调递增,

g(2)=0

因此≥g(2)=0恒成立,

所以f(x)≤x-1成立.

n为奇数时,

要证≤x-1,由于<0,所以只需证,

令  ,

=1-≥0(x≥2),

所以当x∈[2,+∞]时,单调递增,又h(2)=1>0,

所以当x≥2时,恒有>0,即命题成立.

综上所述,结论成立.

证法二:当a=1时,

x≤2,时,对任意的正整数n,恒有≤1,

故只需证明.

x≥2时,≥0,故h(x)在上单调递增,

因此 当x≥2时,h(x)≥h(2)=0,即1+ln(x-1) ≤x-1成立.

故 当x≥2时,有x-1.

fx)≤x-1.

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