已知函数f(x)=[1/2x2+lnx.

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)求f′(x),根据f′(x)的符号判断函数f(x)的单调性,根据单调性求它在[1,e]上的最大、最小值;

    (Ⅱ)作差比较f(x),g(x)的大小,所以构造函数F(x)=f(x)-g(x),求F′(x),判断该导数的符号便可判断出F(x)在[1,+∞)上单调递减,所以F(x)≤F(1)=-[1/6]<0,所以便得到f(x)<g(x);

    (Ⅲ)f′(x)=x+[1/x],所以便得到f′(xn)=

    x

    n

    +

    1

    x

    n

    ,所以设S=

    [f′(x)

    ]

    n

    −f′(

    x

    n

    )=(x+

    1

    x

    )

    n

    x

    n

    1

    x

    n

    =

    n

    1

    x

    n−1

    1

    x

    +

    n

    2

    x

    n−2

    1

    x

    2

    +…+

    n

    n−1x•

    1

    x

    n−1

    ①;

    对该式倒序相加便得到S=

    n

    n−1

    x

    −(n−2)

    +

    n

    n−2

    x

    −(n−4)

    +…+

    n

    1

    x

    n−2

    ②.①+②得:2S=

    n

    1

    [

    x

    n−2

    +

    x

    −(n−2)

    ]

    +

    n

    2[

    x

    n−4

    +

    x

    −(n−4)

    ]

    +…+

    n

    n−1

    [

    x

    −(n−2)

    +

    x

    n−2

    ]

    ,所以根据基本不等式便可得到:2S≥2

    (

    n

    1

    +

    n

    2

    +…+

    n

    n−1

    )

    =2(2n-2),所以S≥2n-2.

    (I)f′(x)=x+

    1

    x>0(x>0),∴f(x)在(0,+∞)上是增函数;

    ∴f(x)在[1,e]的最大值,最小值分别为f(e)=

    1

    2e2+1,f(1)=

    1

    2];

    (II)设F(x)=f(x)-g(x)=[1/2x2+lnx−

    2

    3x3,F′(x)=x+

    1

    x−2x2=

    x2+1−2x3

    x]=

    (1−x)(2x2+x+1)

    x

    ∴当x≥1时,F′(x)≤0,即F(x)在[1,+∞)上单调递减;

    ∴F(x)≤F(1)=−

    1

    6<0;

    ∴f(x)<g(x);

    (III)f′(x)=x+

    1

    x,∴[f′(x)]n=(x+

    1

    x)n,f′(xn)=xn+

    1

    xn;

    ∴设S=[f′(x)]n-f′(xn)=∁n1xn−1•

    1

    x+∁n2xn−2•

    1

    x2+…+∁nn−1x•

    1

    xn−1 ①;

    将上式倒序相加S=∁nn−1x−(n−2)+∁nn−2x−(n−4)+…+∁n1xn−2②;

    ∴①+②得:2S=∁n1[xn−2+x−(n−2)]+∁n2[xn−4+x−(n−4)]+…+∁nn−1[x−(n−2)+xn−2]≥2(∁n1+∁n2+…+∁nn−1);

    ∴S≥∁n1+∁n2+…+∁nn−1=2n-2;

    即[f′(x)]n-f′(xn)≥2n-2.

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 考查根据函数导数符号判断函数单调性的方法,以及根据单调性求函数的最大值、最小值,构造函数解决问题的方法,以及二项式定理,对于求和的时候所用的倒序相加的方法,及(1+1)n的二项展开式.