题目内容
(1)设函数f(x)=xlnx+(1-x)ln(1-x)(0<x<1),求f(x)的最小值;
(2)设正数
满足
=1,求证:
≥-n.
(1)解:对函数f(x)求导数:f'(x)=(xlnx)'+[(1-x)ln(1-x)]'=lnx-ln(1-x).于是
.
当
在区间
是减函数,
当
在区间
是增函数.
所以
时取得最小值,
,
(2)用数学归纳法证明.
(i)当n=1时,由(1)知命题成立.
(ii)假定当n=k时命题成立,即若正数
,
则
.
当n=k+1时,若正数
,
令
.
则
为正数,且
.
由归纳假定知
.
+lnx)≥x(-k)+xlnx,①
同理,由
可得
≥(1-x)(-k)+(1-x)n(1-x).②
综合①、②两式
≥[x+(1-x)](-k)+xlnx+(1-x)ln(1-x)
≥-(k+1).
即当n=k+1时命题也成立.
根据(i)、(ii)可知对一切正整数n命题成立.
分析:(1)先求导函数,进而得导数为0的点,根据函数的定义域确定函数的单调性,从而可确定函数f(x)的最小值;
(2)利用数学归纳法进行证明,关键是第二步的证明:假定当n=k时命题成立,即若正数
,则
.
再证明 n=k+1时,需利用归纳假设,从而得证.
点评:本题以函数为载体,考查导数的运用,考查不等式的证明,注意数学归纳法的证题步骤.
当
当
所以
(2)用数学归纳法证明.
(i)当n=1时,由(1)知命题成立.
(ii)假定当n=k时命题成立,即若正数
则
当n=k+1时,若正数
令
则
由归纳假定知
同理,由
综合①、②两式
≥-(k+1).
即当n=k+1时命题也成立.
根据(i)、(ii)可知对一切正整数n命题成立.
分析:(1)先求导函数,进而得导数为0的点,根据函数的定义域确定函数的单调性,从而可确定函数f(x)的最小值;
(2)利用数学归纳法进行证明,关键是第二步的证明:假定当n=k时命题成立,即若正数
再证明 n=k+1时,需利用归纳假设,从而得证.
点评:本题以函数为载体,考查导数的运用,考查不等式的证明,注意数学归纳法的证题步骤.
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