题目内容
已知函数(1)求k,b的值;
(2)若各项为正的数列{an}的前n项和为Sn,且有
(3)在(2)的条件下,证明:ln(1+bn)<bn.
【答案】分析:(1)由f(2)=2,f(3)>2消掉b得k的不等式,再由k∈N*即可求得k值,从而求得b值;
(2)由
可得
.n≥2时,
.③-④整理可判断{an}是首项为1,公差为1的等差数列,由此可求得an,进而得bn,再用错位相减法即可求得Tn;
(3)即证ln(1+2n)<2n,构造函数f(x)=ln(1+2x)-2x(x≥1且x∈R),转化为f(x)max<0,利用导数即可求得最大值.
解答:解:(1)由
,
由①代入②可得
,且k∈N*.
当k=2时,b=2(成立),当k=1时,b=0(舍去).
所以k=2,b=2.
(2)
,即
.
n≥2时,
.
所以,当n≥2时,由③-④可得
,
整理得,(an+an-1)(an-an-1-1)=0.
又∵an>0得an-an-1=1,且a1=1,
所以{an}是首项为1,公差为1的等差数列,即an=n,
.∴
.
,
,
由上两式相减得
=
.
∴
.
(3)由(2)知
,只需证ln(1+2n)<2n.
设f(x)=ln(1+2x)-2x(x≥1且x∈R).
则
,
可知f(x)在[1,+∞)上递减,∴f(x)max=f(1)=ln3-2<0.
由x∈N*,则f(n)≤f(1)<0,
故ln(1+bn)<bn.
点评:本题考查数列求和、利用导数求函数的最值及数列的函数特性,考查学生分析问题解决问题的能力,考查数列求和的基本方法.
(2)由
(3)即证ln(1+2n)<2n,构造函数f(x)=ln(1+2x)-2x(x≥1且x∈R),转化为f(x)max<0,利用导数即可求得最大值.
解答:解:(1)由
由①代入②可得
当k=2时,b=2(成立),当k=1时,b=0(舍去).
所以k=2,b=2.
(2)
n≥2时,
所以,当n≥2时,由③-④可得
整理得,(an+an-1)(an-an-1-1)=0.
又∵an>0得an-an-1=1,且a1=1,
所以{an}是首项为1,公差为1的等差数列,即an=n,
由上两式相减得
∴
(3)由(2)知
设f(x)=ln(1+2x)-2x(x≥1且x∈R).
则
可知f(x)在[1,+∞)上递减,∴f(x)max=f(1)=ln3-2<0.
由x∈N*,则f(n)≤f(1)<0,
故ln(1+bn)<bn.
点评:本题考查数列求和、利用导数求函数的最值及数列的函数特性,考查学生分析问题解决问题的能力,考查数列求和的基本方法.
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