题目内容
(本小题满分14分) 已知
为正实数,
为自然数,抛物线
与
轴正半轴相交于点
,设
为该抛物线在点
处的切线在
轴上的截距。
(Ⅰ)用
和
表示
;
(Ⅱ)求对所有
都有
成立的
的最小值;
(Ⅲ)当
时,比较
与
的大小,并说明理由。
【答案】
(1)
;(2)3;(3)见解析.
【解析】(1)由已知得,交点A的坐标为
,对![]()
则抛物线在点A处的切线方程为:
………………4分
(2)由(1)知f(n)=
,则![]()
(3)即知,
对于所有的n成立,
特别地,当n=1时,得到a≥3
当a=3,n≥1时,![]()
当n=0时,
=2n+1.故a=3时
对所有自然数n均成立.
所以满足条件的a的最小值为3. ………………………………………………8分
(4)由(1)知f(k)=![]()
下面证明:![]()
首先证明0<x<1时,![]()
设函数g(x)=6x(x2-x)+1,0<x<1,
则
.
当
时,g'(x)<0; 当![]()
故g(x)在区间(0,1)上的最小值![]()
所以,当0<x<1时,g(x)>0,即得![]()
由0<a<1知![]()
![]()
![]()
[点评]本小题属于高档题,难度较大,需要考生具备扎实的数学基础和解决数学问题的能力.主要考查了导数的应用、不等式、数列等基础知识;考查了思维能力、运算能力、分析问题与解决问题的能力和创新意识能力;且又深层次的考查了函数、转换与化归、特殊与一般等数学思维方法。
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