题目内容
【题目】已知函数
.
(1)函数f(x)在区间(0,+∞)上是增函数还是减函数?证明你的结论;
(2)当x>0时,
恒成立,求整数k的最大值;
(3)试证明:(1+12)(1+23)(1+34)…(1+n(n+1))>e2n﹣3 .
【答案】
(1)解:由题
,
故f(x)在区间(0,+∞)上是减函数;
(2)解:当x>0时,
恒成立,即
在(0,+∞)上恒成立,
取
,则
,
再取g(x)=x﹣1﹣ln(x+1),则
,
故g(x)在(0,+∞)上单调递增,
而g(1)=﹣ln2<0,g(2)=1﹣ln3<0,g(3)=2﹣2ln2>0,
故g(x)=0在(0,+∞)上存在唯一实数根a∈(2,3),a﹣1﹣ln(a+1)=0,
故x∈(0,a)时,g(x)<0;x∈(a,+∞)时,g(x)>0,
故
,故kmax=3
(3)证明:由(2)知:
,∴
令
,
又ln[(1+12)(1+23)(1+34)…(1+n(n+1))]=ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln(1+n×(n+1))
= ![]()
即:(1+12)(1+23)(1+34)…[1+n(n+1)]>e2n﹣3
【解析】(1)求导函数,确定导数的符号,即可得到结论;(2)当x>0时,
恒成立,即
在(0,+∞)上恒成立,构造函数,求出函数的最小值,即可求整数k的最大值;(3)由(2)知:
,从而令
,即可证得结论.
【考点精析】认真审题,首先需要了解利用导数研究函数的单调性(一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间
内,(1)如果
,那么函数
在这个区间单调递增;(2)如果
,那么函数
在这个区间单调递减),还要掌握不等式的证明(不等式证明的几种常用方法:常用方法有:比较法(作差,作商法)、综合法、分析法;其它方法有:换元法、反证法、放缩法、构造法,函数单调性法,数学归纳法等)的相关知识才是答题的关键.