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定义在D={x∈R|x≠0}上的函数f(x)满足两个条件:①对于任意x、y∈D,都有f(x)f(y)-f(xy)=
x2+y2
xy
;②曲线y=f(x)存在与直线x+y+1=0平行的切线.
(Ⅰ)求过点(-1,
1
4
)的曲线y=f(x)的切线的一般式方程;
(Ⅱ)当x∈(0,+∞),n∈N+时,求证:fn(x)-f(xn)≥2n-2.
分析:(Ⅰ)令x=y=1,可求得f(1)=2,从而可求得f(x)=x+
1
x
,设过点(-1,
1
4
)的切线切曲线y=f(x)于(x0,x0+
1
x0
),则切线的斜率为1-
1
x02
,于是可求得切线方程,将点(-1,
1
4
)的坐标代入方程即可求得x0,从而可得过点(-1,
1
4
)的曲线y=f(x)的切线的一般式方程;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=x+
1
x
,当n∈N*时,fn(x)-f(xn)=(x+
1
x
)
n
-(xn+
1
xn
),利用二项式定理将(x+
1
x
)
n
展开,采用倒序相加法可求得2(fn(x)-f(xn)),再利用基本不等式即可证得结论.
解答:解:(Ⅰ)令x=y=1得,f2(1)-f(1)=2,解得f(1)=-1或f(1)=2.
当f(1)=-1时,令y=1得,f(x)=-
x2+1
2x
,即f(x)=-
1
2
(x+
1
x
),
f′(x)=-
1
2
(1-
1
x2
),
由f′(x)=-1得,x2=-1,此方程在D上无解,这说明曲线y=f(x)不存在与直线x+y+1=0平行的切线,不合题意,
则f(1)=2,此时,令y=1得,f(x)=
x2+1
x
=x+
1
x
,f′(x)=1-
1
x2

由f′(x)=-1得,x2=
1
2
,此方程在D上有解,符合题意.
设过点(-1,
1
4
)的切线切曲线y=f(x)于(x0,x0+
1
x0
),则切线的斜率为1-
1
x02

其方程为y-x0-
1
x0
=(1-
1
x02
)(x-x0),把点(-1,
1
4
)的坐标代入整理得,
5x02-8x0-4=0,解得x0=-
2
5
或x0=2,
把x0=-
2
5
或x0=2分别代入上述方程得所求的切线方程是:y=-
21
4
x-5和y=
3
4
x+1,
即21x+4y+20=0和3x-4y+4=0.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=x+
1
x
,当n∈N*时,
fn(x)-f(xn)=(x+
1
x
)
n
-(xn+
1
xn

=
C
1
n
xn-1
1
x
+
C
2
n
xn-2
1
x2
+…+
C
n-2
n
x2
1
xn-2
+
C
n-1
n
x•
1
xn-1

=
C
1
n
xn-2+
C
2
n
xn-4+…+
C
n-2
n
1
xn-4
+
C
n-1
n
1
xn-2

由x∈(0,+∞),n∈N*知,xn∈(0,+∞),那么
2(fn(x)-f(xn))=
C
1
n
xn-2+
C
2
n
xn-4+…+
C
n-2
n
1
xn-4
+
C
n-1
n
1
xn-2

+
C
n-1
n
1
xn-2
+
C
n-2
n
1
xn-4
+…+
C
2
n
xn-4+
C
1
n
xn-2
=
C
1
n
xn-2+
C
2
n
xn-4+…+
C
n-2
n
1
xn-4
+
C
n-1
n
1
xn-2

+
C
1
n
1
xn-2
+
C
2
n
1
xn-4
+…+
C
n-2
n
xn-4+
C
n-1
n
xn-2
=
C
1
n
(xn-2+
1
xn-2
)+
C
2
n
(xn-4+
1
xn-4
)+…+
C
n-1
n
(xn-2+
1
xn-2

≥2
C
1
n
+2
C
2
n
+…+2
C
n-1
n

=2(
C
1
n
+
C
2
n
+…+
C
n-1
n

=2[(
C
0
n
+
C
1
n
+
C
2
n
+…+
C
n-1
n
+
C
n
n
)-
C
0
n
-
C
n
n
)]
=2(2n-2)
所以fn(x)-f(xn)≥2n-2.
点评:本题考查利用导数研究曲线上某点切线方程,考查不等式的证明,突出二项式定理及倒序相加法与基本不等式的综合运用,属于难题.
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科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数f(x)=ax2-2
4+2b-b2
•x
g(x)=-
1-(x-a)2
(a, b∈R)

(1)当b=0时,若f(x)在(-∞,2]上单调递减,求a的取值范围;
(2)求满足下列条件的所有整数对(a,b):存在x0,使得f(x0)是f(x)的最大值,g(x0)是g(x)的最小值;
(3)对满足(II)中的条件的整数对(a,b),试构造一个定义在D=x|x∈R且x≠2k,k∈Z上的函数h(x),使h(x+2)=h(x),且当x∈(-2,0)时,h(x)=f(x).

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(Ⅰ)求过点(-1,数学公式)的曲线y=f(x)的切线的一般式方程;
(Ⅱ)当x∈(0,+∞),n∈N+时,求证:fn(x)-f(xn)≥2n-2.

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科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

定义在D={x∈R|x≠0}上的函数f(x)满足两个条件:①对于任意x、y∈D,都有f(x)f(y)-f(xy)=
x2+y2
xy
;②曲线y=f(x)存在与直线x+y+1=0平行的切线.
(Ⅰ)求过点(-1,
1
4
)的曲线y=f(x)的切线的一般式方程;
(Ⅱ)当x∈(0,+∞),n∈N+时,求证:fn(x)-f(xn)≥2n-2.

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科目:高中数学 来源:《导数及其应用》2013年高三数学一轮复习单元训练(浙江大学附中)(解析版) 题型:解答题

定义在D={x∈R|x≠0}上的函数f(x)满足两个条件:①对于任意x、y∈D,都有f(x)f(y)-f(xy)=;②曲线y=f(x)存在与直线x+y+1=0平行的切线.
(Ⅰ)求过点(-1,)的曲线y=f(x)的切线的一般式方程;
(Ⅱ)当x∈(0,+∞),n∈N+时,求证:fn(x)-f(xn)≥2n-2.

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