已知函数f(x)=38x2+lnx+2,g(x)=x.

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)函数F(x)=f(x)-2•g(x),代入整理,并求导得

    F′(x)=

    (3x−2)(x−2)

    4x

    ,令导数等于0,得F(x)的极值点;

    (Ⅱ)由(Ⅰ)知F(x)在x∈

    [

    2

    3

    ,+∞)

    上有最小值F(2),且F(2)>0,∴F(x)在x∈

    [

    2

    3

    ,+∞)

    上无零点;

    若函数F(x)在[et,+∞)(t∈Z)上有零点,且考虑到F(x)在

    (0,

    2

    3

    ]

    单调递增,在

    [

    2

    3

    ,2]

    单调递减,故只须

    e

    t

    2

    3

    且F(et)≤0即可;易验证F(e-1)>0,F(e-2)<0;所以,当t≤-2且t∈Z时均有F(et)<0,此时函数F(x)在[et,e-1)(t∈Z)上有零点,且t的最大值为-2.

    (Ⅲ)要证明“x>0时,不等式

    [1+g(x)

    ]

    1

    g(x)

    <e

    ”成立,即证“

    (1+x)

    1

    x

    <e”成立,化简为ln(1+x)<x,

    构造函数h(x)=ln(1+x)-x(其中x>0),则h′(x)<0,所以函数h(x)在(0,+∞)上是减函数,即x>0时,h(x)<h(0)=0,也即x>0时,ln(1+x)<x成立,即证x>0时,

    [1+g(x)

    ]

    1

    g(x)

    <e

    成立;

    b

    n

    n

    1

    n+1

    ,得

    (

    b

    n+1

    )

    (n+1)(n+2)

    (

    b

    n

    )

    (n+1)(n+2)

    (n+1)

    n+1

    n

    n+2

    n+1

    n

    2

    •(1+

    1

    n

    )

    n

    e(n+1)

    n

    2

    3(n+1)

    n

    2

    3(n+1)

    n

    2

    <1

    ,得n2-3n-3>0,又n∈N*,可得n≥4;即n≥4时,有

    (

    b

    n+1

    )

    (n+1)(n+2)

    (

    b

    n

    )

    (n+1)(n+2)

    <1

    所以n≥4时,bn>bn+1,比较b1、b2、b3、b4知:b1<b2<b3<b4,由b1=1,且n≠1时

    b

    n

    n

    1

    n+1

    ≠1

    ,所以若数列{bn}中存在相等的两项,只能是b2、b3与后面的项可能相等,由

    b

    2

    2

    1

    3

    8

    1

    9

    b

    8

    b

    3

    3

    1

    4

    b

    5

    5

    1

    6

    ,所以数列{bn}中存在唯一相等的两项,是b2=b8

    (Ⅰ)由题知:F(x)=

    3

    8x2+lnx+2−2x,定义域为(0,+∞);求导,得F′(x)=

    (3x−2)(x−2)

    4x,令F′(x)=0

    ,得x=

    2

    3,或x=3;∴函数F(x)的单调递增区间为(0,

    2

    3]和[2,+∞),F(x)的单调递减区间为[

    2

    3,2],

    即x=

    2

    3为F(x)的极大值点,x=2为F(x)的极小值点;

    (Ⅱ)∵F(x)在x∈[

    2

    3,+∞)上的最小值为F(2),且F(2)=[3/8×22−4+2+ln2=ln2−

    1

    2=

    ln4−1

    2>0;

    ∴F(x)在x∈[

    2

    3,+∞)上没有零点;要使函数F(x)在[et,+∞)(t∈Z)上有零点,并考虑到F(x)在(0,

    2

    3]单调递增且在[

    2

    3,2]单调递减,故只须et<

    2

    3]且F(et)≤0即可;

    易验证F(e−1)=

    3

    8•e−2+1−2e−1>0,F(e−2)=

    3

    8•e−4+lne−2+2−2e−2=

    1

    e2(

    3

    8•e−2−2)<0,

    所以,当t≤-2且t∈Z时均有F(et)<0,此时函数F(x)在[et,e-1)(t∈Z)上有零点,

    即函数F(x)在[et,+∞)(t∈Z)上有零点时,t的最大值为-2.

    (Ⅲ) 要证明:当x>0时,不等式[1+g(x)]

    1

    g(x)<e成立,

    即证:(1+x)

    1

    x<e⇔

    1

    xln(1+x)<1⇔ln(1+x)<x成立,

    构造函数h(x)=ln(1+x)-x(其中x>0),则h′(x)=

    1

    1+x−1=

    −x

    1+x<0,

    所以函数h(x)在(0,+∞)上是减函数,因而x>0时,h(x)<h(0)=0,

    即:x>0时,ln(1+x)<x成立,所以当x>0时,[1+g(x)]

    点评:

    本题考点: 数列与函数的综合;利用导数研究函数的极值.

    考点点评: 本题考查了数列与函数的综合应用,考查了利用导数研究函数的单调性和最值问题,也考查了数列与不等式的应用,是较难的题目.