已知f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R)

1个回答

  • (1)∵f(x)=ln(x+1)-ax(a∈R),a=1,

    ∴ f ′ (x)=

    1

    1+x -1=

    -x

    1+x ,

    由 f ′ (x)=

    -x

    1+x >0,得-1<x<0;由 f ′ (x)=

    -x

    1+x <0,得x>0;

    所以y=f(x)在(-1,0)为增,在(0,+∞)为减,

    所以x=0时,f(x)取最大值0.

    (2)y=f(x)在x∈[1,+∞)上恒有f(x)<0,

    等价于 a>

    ln(x+1)

    x 恒成立,

    设 g(x)=

    ln(x+1)

    x ⇒ g ′ (x)=

    x

    1+x -ln(x+1)

    x 2 ,

    设 h(x)=

    x

    1+x -ln(x+1)⇒ h ′ (x)=

    1

    (1+x) 2 -

    1

    1+x =

    -x

    (1+x) 2 <0(x≥1) ,

    所以h(x)是减函数,所以 h(x)≤h(1)=

    1

    2 -ln2<0(4>e⇒2> e

    1

    2 ) ,

    所以g(x)是减函数,g max(x)=g(1),所以a>ln2

    (3)要证

    1 2 +1+1

    1 2 +1 •

    2 2 +2+1

    2 2 +2 •

    3 2 +3+1

    3 2 +3 •…•

    n 2 +n+1

    n 2 +n <e ,

    只需证 ln

    1 2 +1+1

    1 2 +1 +ln

    2 2 +2+1

    2 2 +2 +…+ln

    n 2 +n+1

    n 2 +2 <1

    只需证 ln(1+

    1

    1 2 +1 )+ln(1+

    1

    2 2 +2 )+…+ln(1+

    1

    n 2 +n )<1

    因为 ln(1+

    1

    n 2 +n )<

    1

    n 2 +n =

    1

    n -

    1

    n+1 ,

    所以 ln(1+

    1

    1 2 +1 )+ln(1+

    1

    2 2 +2 )+…+ln(1+

    1

    n 2 +n )<1-

    1

    n+1 <1 .

    1 2 +1+1

    1 2 +1 •

    2 2 +2+1

    2 2 +2 •

    3 2 +3+1

    3 2 +3 •…•

    n 2 +n+1

    n 2 +n <e .