题目内容
(2012•兰州模拟)已知函数f(x)=x+ln(1-x),e为自然对数的底数.
(1)若x<1时,恒有f(x)+m≤0成立,求实数m的取值范围;
(2)若n≥2,n∈N*,证明(1+
)(1+
)…(1+
)<e.
(1)若x<1时,恒有f(x)+m≤0成立,求实数m的取值范围;
(2)若n≥2,n∈N*,证明(1+
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| 2! |
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| 1 |
| n! |
分析:(1)确定函数的定义域,求导函数,确定函数的单调性,从而可得函数的最大值,x<1时,恒有f(x)+m≤0成立,等价于x<1时,恒有m≤-f(x)成立,由此可求实数m的取值范围;
(2)由(1)得,当x≤0时,恒有f(x)≤0,即ln(1-x)≤-x,由此进行放缩,裂项,即可证得结论.
(2)由(1)得,当x≤0时,恒有f(x)≤0,即ln(1-x)≤-x,由此进行放缩,裂项,即可证得结论.
解答:(1)解:函数的定义域为(-∞,1),求导函数可得:f′(x)=1-
=
令f′(x)>0,可得x<0或x>1,∵x<1,∴x<0;
令f′(x)<0,可得0<x<1,∵x<1,∴0<x<1
∴f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,1)上单调递减
∴f(x)max=f(0)=0
∵x<1时,恒有f(x)+m≤0成立,
∴x<1时,恒有m≤-f(x)成立,
∴m≤0
∴实数m的取值范围是(-∞,0];
(2)证明:由(1)得,当x≤0时,恒有f(x)≤0,即ln(1-x)≤-x
∴ln[(1+
)(1+
)…(1+
)]=ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)<
+
+…+
≤
+
+…+
=
-
+
-
+…+
-
=1-
<1
∴(1+
)(1+
)…(1+
)<e.
| 1 |
| 1-x |
| x |
| x-1 |
令f′(x)>0,可得x<0或x>1,∵x<1,∴x<0;
令f′(x)<0,可得0<x<1,∵x<1,∴0<x<1
∴f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,1)上单调递减
∴f(x)max=f(0)=0
∵x<1时,恒有f(x)+m≤0成立,
∴x<1时,恒有m≤-f(x)成立,
∴m≤0
∴实数m的取值范围是(-∞,0];
(2)证明:由(1)得,当x≤0时,恒有f(x)≤0,即ln(1-x)≤-x
∴ln[(1+
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| 3! |
| 1 |
| n! |
| 1 |
| 2! |
| 1 |
| 3! |
| 1 |
| n! |
| 1 |
| 2! |
| 1 |
| 3! |
| 1 |
| n! |
≤
| 1 |
| 1×2 |
| 1 |
| 2×3 |
| 1 |
| (n-1)n |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 3 |
| 1 |
| n-1 |
| 1 |
| n |
| 1 |
| n |
∴(1+
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| 2! |
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| 1 |
| n! |
点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,考查不等式的证明,考查放缩法的运用,属于中档题.
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