(2014•东营二模)设函数f(x)=axn+1+bxn+c(x>0),其中a+b=0,n为正整数,a,b,c均为常数,

1个回答

  • 解题思路:(1)利用a+b=0,曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x+y-1=0,可求a,b,c的值;

    (2)求导数,确定函数在(0,+∞)上的单调性,可求函数的最大值;

    (3)要证对任意的x∈(0,+∞)都有

    nf(x)<

    1

    e

    ,只需证

    f(x)<

    1

    ne

    ,由(2)知在(0,+∞)上f(x)有最大值,

    f(x

    )

    max

    n

    n

    (n+1)

    n+1

    ,故只需证

    n

    n

    (n+1)

    n+1

    1

    ne

    (1)∵a+b=0,∴f(1)=a+b+c=c.

    由点(1,c)在直线x+y=1上,可得1+c=1,即c=0.----(1分)

    ∵f'(x)=a(n+1)xn+bnxn-1,∴f'(1)=(a+b)n+a=a.(2分)

    又∵切线x+y=1的斜率为-1,∴a=-1,

    ∵a+b=0,∴b=1,

    ∴a=-1,b=1,c=0.(3分)

    (2)由(1)知,f(x)=-xn+1+xn,故f′(x)=(n+1)xn−1(

    n

    n+1−x).(4分)

    令f′(x)=0,解得x=[n/n+1],即f′(x)在(0,+∞)上有唯一零点x=[n/n+1].(5分)

    当0<x<

    n

    n+1时,f′(x)>0,故f(x)在(0,[n/n+1])上单调递增; (6分)

    当x>

    n

    n+1时,f′(x)<0,故f(x)在([n/n+1],+∞)单调递减.(7分)

    ∴f(x)在(0,+∞)上的最大值f(x)max=f([n/n+1])=(

    n

    n+1)n(1−

    n

    n+1)=

    nn

    (n+1)n+1.-----------------(8分)

    (3)证明:要证对任意的x∈(0,+∞)都有nf(x)<

    1

    e,只需证f(x)<

    1

    ne,

    由(2)知在(0,+∞)上f(x)有最大值,f(x)max=

    nn

    (n+1)n+1,故只需证

    nn

    (n+1)n+1<

    1

    ne-----(9分)

    即(

    n

    n+1)^n+1,即ln

    n

    n+1+

    1

    n+1<0,①(10分)

    令[n/n+1=t,(0<t<1),则

    1

    n+1=1−t,①即lnt-t+1<0,②(11分)

    令g(t)=lnt-t+1,(0<t<1),则g′(t)=

    1

    t−1=

    1−t

    t],(12分)

    显然当0<t<1时,g'(t)>0,所以g(t)在(0,1)上单调递增,

    ∴g(t)<g(1)=0,即对任意的0<t<1②恒成立,

    ∴对任意的x∈(0,+∞)都有

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;不等式的证明.

    考点点评: 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,综合性强,有难度.