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已知函数.(1)证明:对任意x>-1 有f(x)≤g(x)成立;(2)若不等式对任意的n∈

时间:2022-11-21 08:29:18

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已知函数.(1)证明:对任意x>-1 有f(x)≤g(x)成立;(2)若不等式对任意的n∈

问题补充:

已知函数.

(1)证明:对任意x>-1,有f(x)≤g(x)成立;

(2)若不等式对任意的n∈N*都成立(其中e为自然对数的底数),求a的最大值.

答案:

(1)证明:构造函数,函数h(x)的定义域是(-1,+∞),

h′(x)=.

设F(x)=2(1+x)ln(1+x)-x2-2x,则F(x)=2ln(1+x)-2x.

令G(x)=2ln(1+x)-2x,则G′(x)=.

当-1<x<0时,G(x)>0,G(x)在(-1,0)上为增函数,

当x>0时,G(x)<0,G(x)在(0,+∞)上为减函数.

所以G(x)在x=0处取得极大值,而G(0)=0,所以F(x)<0(x≠0),

∴函数F(x)在(-1,+∞)上为减函数.

于是当-1<x<0时,F(x)>F(0)=0,当x>0时,F(x)<F(0)=0.

所以,当-1<x<0时,h(x)>0,h(x)在(-1,0)上为增函数.

当x>0时,h(x)<0,h(x)在(0,+∞)上为减函数.

故函数h(x)的单调递增区间为(-1,0),单调递减区间为(0,+∞).

∴h(x)在x=0处取得极大值,而h(0)=0

∴h(x)≤0,∴对任意x>-1,有f(x)≤g(x)成立;

(2)解:不等式等价于不等式(n+a)ln(1+ )≤1.

由1+>1知,a≤

设M(x)=,x∈(0,1],则M′(x)=

由(1)知,ln2(1+x)-≤0,即(1+x)ln2(1+x)-x2≤0.

所以M(x)<0,x∈(0,1],于是M(x)在(0,1]上为减函数.

故函数M(x)在(0,1]上的最小值为M(1)=-1.

所以a的最大值为-1.

解析分析:(1)构造函数,求出函数的最大值为0,即可证明对任意x>-1,有f(x)≤g(x)成立;(2)不等式等价于不等式(n+a)ln(1+ )≤1,借用(1)结论,构造新函数,确定函数的单调性,从而可求函数的最值,即可求出a最大值.

点评:本题以函数为载体,考查不等式的证明,考查导数知识的运用,考查函数的单调性与极值,解题时构造新函数,确定函数的单调性与极值时关键.

已知函数.(1)证明:对任意x>-1 有f(x)≤g(x)成立;(2)若不等式对任意的n∈N*都成立(其中e为自然对数的底数) 求a的最大值.

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