题目内容
已知函数f(x)=x3-xn2+(1)证明f(x)是R上的单调增函数;
设![]()
其中,n=1,2,….
(2)证明xn<xn+1<x0<yn+1<yn;
(3)证明
.
思路分析:本小题主要考查函数、导数及其应用等基本知识,考查运用数学知识分析和解决实际问题的能力.
证明:(1)∵f′(x)=3x2-2x+
=3(x-
)2+
>0,
∴f(x)是R上的单调增函数.
(2)∵0<x0<
,即x1<x0<y1.
又f(x)是增函数,∴f(x1)<f(x0)<f(y1),即x2<x0<y2.
又x2=f(x1)=f(0)=
>0=x1,y2=f(y1)=f(
)=
<
=y1,综上,x1<x2<x0<y2<y1.
用数学归纳法证明如下:
①当n=1时,上面已证明成立.
②假设当n=k(k≥1)时,有xk<xk+1<x0<yk+1<yk.
当n=k+1时,由f(x)是单调增函数,有f(xk)<f(xk+1)<f(x0)<f(yk+1)<f(yk),
∴xk+1<xk+2<x0<yk+2<yk+1.
由①②知对一切n=1,2,…,都有xn<xn+1<x0<yn+1<yn.
(3)
=yn2+xnyn+xn2-(yn+xn)+
≤(yn+xn)2-(yn+xn)+![]()
=[(yn+xn)-
]2+
.
由(2)知0<yn+xn<1.
∴-
<yn+xn-
<
.
∴
<(
)2+
=
.
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