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已知函数fn(x)=
ln(x+n)-n
x+n
+
1
n(n+1)
(其中n为常数,n∈N*),将函数fn(x)的最大值记为an,由an构成的数列{an}的前n项和记为Sn
(Ⅰ)求Sn
(Ⅱ)若对任意的n∈N*,总存在x∈R+使
x
ex-1
+a=an
,求a的取值范围;
(Ⅲ)比较
1
en+1+e•n
+fn(en)
与an的大小,并加以证明.
分析:(Ⅰ)fn(x)=
-ln(x+n)+n+1
(x+n)2
,令fn′(x)>0,则x<en+1-n.所以fn(x)在(-n,en+1-n)上递增,在(en+1-n,+∞)上递减.由此能求出Sn
(Ⅱ)由n≥1,知en+1递增,n(n+1)递增,an=
1
en+1
+
1
n(n+1)
递减.所以an∈(0,
1
e2
+
1
2
]
,令g(x)=
x
ex-1
+a
,则g(x)=
1-x
ex-1
,故g(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减.由此入手能够求出a的取值范围.
(Ⅲ)作差相减
1
en+1+e•n
+fn(en)-an
,得
1
en+1+e•n
+
ln(en+n)-n
en+n
+
1
n(n+1)
-
1
en+1
-
1
n(n+1)
,整理为
1
en+n
(
1
e
+ln
en+n
en
-
1
e
en+n
en
)
,令t=
en+n
en
,能够推导出
1
en+1+e•n
+fn(en)>an
解答:解:(Ⅰ)fn(x)=
-ln(x+n)+n+1
(x+n)2
,(2分)
令fn′(x)>0,则x<en+1-n.
∴fn(x)在(-n,en+1-n)上递增,在(en+1-n,+∞)上递减.(4分)
∴当x=en+1-n时,fn(x)max=fn(en+1-n)=
1
en+1
+
1
n(n+1)
(5分)
an=
1
en+1
+
1
n(n+1)

Sn=
en-1
en+2-en+1
+
n
n+1
.(6分)
(Ⅱ)∵n≥1,∴en+1递增,n(n+1)递增,
an=
1
en+1
+
1
n(n+1)
递减.
0<ana1=
1
e2
+
1
2

an∈(0,
1
e2
+
1
2
]
(8分)
g(x)=
x
ex-1
+a
,则g(x)=
1-x
ex-1

∴g(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减.
当x→0时,
x
ex-1
→0

当x→+∞时,
x
ex-1
>0

又g(1)=1+a,
∴g(x)∈(a,1+a](10分)
由已知得,(a,1+a]?(0,
1
e2
+
1
2
]

a≤0
1
e2
+
1
2
≤1+a
1
e2
-
1
2
≤a≤0
(11分)
(Ⅲ)
1
en+1+e•n
+fn(en)-an

=
1
en+1+e•n
+
ln(en+n)-n
en+n
+
1
n(n+1)
-
1
en+1
-
1
n(n+1)

=
1
e(en+n)
+
1
en+n
ln
en+n
en
-
1
en+1

=
1
en+n
(
1
e
+ln
en+n
en
-
1
e
en+n
en
)
(12分)
t=
en+n
en

g(x)=
ex+x
ex
(x≥1),g(x)=
1-x
ex
≤0∴g(x)
在[1,+∞)上递减.
1<g(x)≤1+
1
e

t∈(1,1+
1
e
]
(13分)
r(t)=
1
e
+lnt-
1
e
t,r(t)=
1
t
-
1
e
>0∴r(t)>r(1)=0
(14分)
1
en+n
(
1
e
+ln
en+n
en
-
1
e
en+n
en
)>0

1
en+1+e•n
+fn(en)>an
(15分)
点评:本题考查导数在函数最值中的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,易出错.解题时要认真审题,仔细解答,注意培养运算能力,注意作差法的合理运用.
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科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数fn(x)=(1+
1
n
)x
(n∈N*).
(Ⅰ)比较fn(0)与
1
n
的大小;
(Ⅱ)求证:
f1(1)
2
+
f2(2)
3
+
f3(3)
4
+…+
fn(n)
n+1
<3

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数fn(x)=x2+x+
12
的定义域是[n,n+1](n是自然数),那么f1(x)的值域中共有
4
4
个整数;fn(x)的值域中共有
2n+2
2n+2
个整数.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(2011•合肥三模)已知函数fn(x)=
1
3
x3-
1
2
(n+1)x2+x(n∈N*)
,数列{an}满足an+1=f'n(an),a1=3.
(1)求a2,a3,a4
(2)根据猜想数列{an}的通项公式,并证明;
(3)求证:
1
(2a1-5)2
+
1
(2a2-5)2
+…+
1
(2an-5)2
3
2

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数fn(x)=(1+x)n-1,(n∈N*,且n>1).

(Ⅰ) 设函数,求的最大值和最小值

(Ⅱ) 若求证:fn(x)≥nx.

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