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設函數f(x)=x2-aln(x+1),其中a∈R.
(Ⅰ)若f'(1)=0,求a的值;
(Ⅱ)當a<0時,討論函數f(x)在其定義域上的單調性;
(Ⅲ)證明:對任意的正整數n,不等式ln(n+1)>
n
k=1
(
1
k2
-
1
k3
)
都成立.
分析:(Ⅰ)求導函數,利用f'(1)=0,即可求a的值;
(Ⅱ)求導函數,利用導數的正負,即可求得函數的單調區(qū)間;
(Ⅲ)令g(x)=x2-ln(x+1)-x3(0<x≤1),證明ln(x+1)>x2-x3,令x=
1
n
,可得ln(1+
1
n
)>
1
n2
-
1
n3
,即ln(n+1)-lnn>
1
n2
-
1
n3
,利用疊加法即可證得結論.
解答:(Ⅰ)解:求導函數,可得f′(x)=2x-
a
x+1

∵f′(1)=0,∴2-
a
2
=0
,∴a=4;
(Ⅱ)解:當a<0時,令f′(x)<0可得-1<x<
-1+
1-2a
2
,令f′(x)>0可得x>
-1+
1-2a
2
,
∴當a<0時,函數的單調減區(qū)間是(-1,
-1+
1-2a
2
),單調增區(qū)間是(
-1+
1-2a
2
,+∞);
(Ⅲ)證明:令g(x)=x2-ln(x+1)-x3(0<x≤1),
則g′(x)=
-3x3-(x-1)2
x+1
,當0<x≤1時,g'(x)<0,
∴g(x)在(0,1]上為減函數,
∴g(x)<g(0)=0,
∴x2-ln(x+1)-x3<0
∴l(xiāng)n(x+1)>x2-x3,
令x=
1
n
,則ln(1+
1
n
)>
1
n2
-
1
n3
,∴ln(n+1)-lnn>
1
n2
-
1
n3

n
k=1
(
1
k2
-
1
k3
)
<ln2-ln1+ln3-ln2+…+ln(n+1)-lnn=ln(n+1)
∴不等式ln(n+1)>
n
k=1
(
1
k2
-
1
k3
)
都成立.
點評:本題考查導數知識的運用,考查函數的單調性,考查構造法的運用,考查疊加法,屬于中檔題.
練習冊系列答案
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1x+1
).
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(2)若f(x)在定義域內既有極大值又有極小值,求實數a的取值范圍;
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n+1
n
n-1
n3
(n∈N*)恒成立.

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