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.