已知函数f(x)=12+lnx1−x.

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)根据题中已知条件可知函数f(x)上的点P和点Q关于点M对称,可根据f(x)+f(2a-x)=2b可以求出a和b的值,进而可以证明;

    (Ⅱ)根据题中已知条件先求出Sn的表达式,进而将n=2011代入即可求出S2011的值;

    (Ⅲ)根据(Ⅱ)中求得的Sn的表达式先求出lnSn+2-lnSn+1的表达式,即可证明

    ln

    S

    n+2

    −ln

    S

    n+1

    1

    n

    2

    1

    n

    3

    (Ⅰ)由题意可知:函数定义域为(0,1).

    设点M的坐标为(a,b),

    则由f(x)+f(2a−x)=

    1

    2+ln

    x

    1−x+

    1

    2+ln

    2a−x

    1−2a+x=1+ln

    −x2+2ax

    −x2+2ax+1−2a=2b,

    对于x∈(0,1)恒成立,

    于是

    1−2a=0

    1=2b.,

    解得a=b=

    1

    2.

    所以存在定点M(

    1

    2,

    1

    2),使得函数f(x)的图象上任意一点P关于M点对称的点Q也在函数f(x)的图象上.

    (Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)+f(1-x)=1,

    ∵Sn=f(

    1

    n)+f(

    2

    n)+…+f(

    n−2

    n)+f(

    n−1

    n)…①

    ∴Sn=f(1−

    1

    n)+f(1−

    2

    n)+…+f(

    2

    n)+f(

    1

    n)…②

    ①+②,得2Sn=n-1,

    ∴Sn=

    n−1

    2(n≥2,n∈N*),

    故S2011=1005.

    (Ⅲ)当n∈N*时,由(Ⅱ)知lnSn+2−lnSn+1=ln

    Sn+2

    Sn+1=ln(1+

    1

    n),

    于是lnSn+2−lnSn+1>

    1

    n2−

    1

    n3等价于ln(1+

    1

    n)>

    1

    n2−

    1

    n3.…(10分)

    令g(x)=x3-x2+ln(1+x),则g′(x)=

    3x3+(x−1)2

    x+1,

    ∴当x∈[0,+∞)时,g'(x)>0,即函数g(x)在[0,+∞)上单调递增,又g(0)=0.

    于是,当x∈(0,+∞)时,恒有g(x)>g(0)=0,即x3-x2+ln(1+x)>0恒成立.…(12分)

    故当x∈(0,+∞)时,有ln(1+x)>x2-x3成立,取x=

    1

    n∈(0,+∞),

    则有ln(

    1

    n+1)>

    1

    n2−

    1

    n3成立.…(14分)

    点评:

    本题考点: 数列与函数的综合.

    考点点评: 本题主要考查了数列的递推公式以及数列与函数的综合应用,考查了学生的计算能力和对数列的综合掌握,解题时注意整体思想和转化思想的运用,属于中档题.