题目内容

(本小题满分12分)已知常数a > 0, n为正整数,f n ( x ) = x n – ( x + a)n ( x > 0 )是关于x的函数.(1) 判定函数f n ( x )的单调性,并证明你的结论.(2) 对任意n ?? a , 证明f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n)

(Ⅰ) f n ( x )在(0,+∞)单调递减  (Ⅱ) 略


解析:

: (1)  fn `( x ) = nx n – 1 – n ( x + a)n – 1 = n [x n – 1 – ( x + a)n – 1 ] ,

  ∵a > 0 , x > 0,  ∴ fn `( x ) < 0 , ∴ f n ( x )在(0,+∞)单调递减.      4分

(2)由上知:当x > a>0时, fn ( x ) = xn – ( x + a)n是关于x的减函数,

∴ 当n ?? a时, 有:(n + 1 )n– ( n + 1 + a)n ?? n n – ( n + a)n.     2分

又 ∴f `n + 1 (x ) = ( n + 1 ) [x–( x+ a )n ] ,∴f `n + 1 ( n + 1 ) = ( n + 1 ) [(n + 1 )–( n + 1 + a )n ]

 < ( n + 1 )[ nn – ( n + a)n] =  ( n + 1 )[ nn – ( n + a )( n + a)n – 1 ]   2分

( n + 1 )fn`(n) = ( n + 1 )n[n n – 1 – ( n + a)n – 1 ] = ( n + 1 )[n n – n( n + a)n – 1 ],    2分

∵( n + a ) > n ∴f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n) . 2分

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