解题思路:(I)先求函数f(x)的导数,f′(x),再对k进行奇偶数讨论:1°当k 为奇数时;2°当k 为偶数时;分别得出导数值为正或负时的x的取值集合,最后综合即可;
(II)当k 为偶数时,由(1)知f′(x),由条件得{an2+1}是一个公比为2的等比数列,从而得到an2=2n-1,最后利用反证法进行证明即可;
(Ⅲ) 当k为奇数时,f′(x)=2(x+
1
x]),要证(1+bn)
1
b
n+1
>e,即证(1+[1/n])n+1>e,两边取对数,即证ln(1+[1/n])>[1/n+1],设1+[1/n]=t,构造函数g(t)=lnt+[1/t]-1,利用导数工具研究其单调性即可证得lnt>1-[1/t],最后利用累乘法即可证出S2012-1<ln2012.
(I)函数f(x)的定义域为(0,+∞),又f′(x)=2x-2(-1)k[1/x]=
2[x2−(−1)k]
x,
1°当k 为奇数时,f′(x)=
2(x2+1)
x,∵x∈(0,+∞),∴f′(x)>0恒成立;
2°当k 为偶数时,f′(x)=
2(x2−1)
x,∵x+1>0,∴f′(x)>0得x>1,即f(x)的单调增区间为(1,+∞),
综上所述,当k 为奇数时,f(x)的单调增区间为(0,+∞),当k 为偶数时,即f(x)的单调增区间为(1,+∞),
(Ⅱ)当k 为偶数时,由(1)知f′(x)=2x-[2/x],∴f′(an)=2an-[2
an,
由条件得:2(an2-1)=an+12-3,故有:an+12+1=2(an2+1),
∴{an2+1}是一个公比为2的等比数列,∴an2=2n-1,
假设数列{an2}中的存在三项ar2,s2,at2,能构成等差数列
不妨设r<s<t,则2as2=ar 2+at2,
即2(2s-1)=2r-1+2t-1,∴2s-r+1=1+2t-r,
又s-r+1>0,t-r>0,∴2s-r+1为偶数,1+2t-r为奇数,故假设不成立,
因此,数列{an2}中的任意三项不能构成等差数列;
(Ⅲ) 当k为奇数时,f′(x)=2(x+
1/x]),
∴bn=[1/2]f′(n)-n=[1/n],Sn=1+[1/2]+[1/3]+…+[1/n]
要证(1+bn)
1
bn+1>e,即证(1+[1/n])n+1>e,两边取对数,
即证ln(1+[1/n])>[1/n+1](10分)
设1+[1/n]=t,则n=[1/t−1],
lnt>1-[1/t](t>1),构造函数g(t)=lnt+[1/t]-1,
∵x>1,∴g′(t)=[1/t−
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;不等式比较大小;数列递推式.
考点点评: 本小题主要考查等差关系的确定、利用导数研究函数的单调性、证明不等式等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题.
1年前
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