定义函数fn(x)=(1+x)n−1,x>−2,n∈N

hgshen20082022-10-04 11:39:541条回答

定义函数fn(x)=(1+x)n−1,x>−2,n∈N
(1)求f3(x)的极值点;
(1)求证:fn(x)≥nx;
(2)是否存在区间[a,0](a<0),使函数h(x)=f3(x)-f2(x)在区间[a,0]上的值域为[k-a,0]?若存在,求出最小的k值及相应的区间[a,0],若不存在,说明理由.

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syf1981 共回答了20个问题 | 采纳率100%
解题思路:(1)由函数f3(x)=(1+x)3−1,知f3′(x)=3(1+x)2,由此能求出f3(x)的极值点.(2)fn(x)-nx=(1+x)n-1-nx,令g(x)=(1+x)n-1-nx,则g′(x)=n[(1+x)n-1-1].由此利用导数性质能够证明fn(x)≥nx.(3)由h(x)=f3(x)-f2(x)=x(1+x)2,知h′(x)=(1+x)2+2x(1+x)=(1+x)(1+3x),令h′(x)=0,得x=-1,x=-13.由此利用分类讨论思想能求出知k的最小值及本应的[a,0].

(1)∵函数fn(x)=(1+x)n−1,x>−2,n∈N,
∴f3(x)=(1+x)3−1,
∴f3′(x)=3(1+x)2,
令f3′(x)=0 ,得x=-1,
∵定义域(-2,+∞),∴列表讨论,得:

x (-2,-1) -1 (-1,+∞)
f′(x) - 0 +
f(x) 递减 极小值 递增∴x=-1为极小值点,无极大值点.…(3分)
(2)证明:fn(x)-nx=(1+x)n-1-nx,
令g(x)=(1+x)n-1-nx,
则g′(x)=n[(1+x)n-1-1].
令g′(x)=0,得x=0.…(5分)
当x∈(-2,-1)时,-1<1+x<0,n为奇数时,(1+x)n<1;
当x∈[-1,0)时,0≤+x<1,0<(1+x)n<1,
∴x∈(-2,0)时,(1+x)n<1,故g′(x)=n[(1+x)n-1-1]<0,
函数g(x)单调递减;
而x∈(0,+∞),(1+x)n>1,故g′(x)=n[(1+x)n-1-1]>0,
函数g(x)单调递增;
∴g(x)在x=0处取得最小值g(0)=0.
∴g(x)≥0,即fn(x)≥nx.(当且仅当x=0时取等号).…10
(3)h(x)=f3(x)-f2(x)=x(1+x)2

h′(x)=(1+x)2+2x(1+x)=(1+x)(1+3x),
令h′(x)=0,得x=-1,x=-[1/3].
∴当x∈(-2,-1)时,h′(x)>0;
当x∈(-1,-[1/3])时,h′(x)<0;
当x∈(-[1/3],+∞)时,h′(x)>0.故h(x)的草图如图所示.
在-[1/3]≤a<0时,h(x)min=h(a)=ka,∴k=(1+a)2
4
9.
②在-[4/3≤a≤−
1
3]时,h(x)min=h(-[1/3])=-[4/27]=ka,y=-[4/27a],[1/9≤k≤
4
9],
③在a≤-[4/3]时,h(x)min=h(a)=a(1+a)2=ka.
∴k=(1+a)2≥[1/9],a=-[4/3]时取等号.
综上讨论可知k的最小值为[1/9],此时[a,0]=[-[4/3],0].…(14分)

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考查函数的极值点的求法,考查不等式的证明,考查最小值的求法.综合性强,难度大,具有一定的探索性,对数学思维的要求较高.解题时要认真审题,注意构造法的合理运用.

1年前

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定义函数fn(x)=(1+x)n-1,(x>-2,n∈N*),其导函数记为fn′(x).
(1)求证:fn(x)≥nx;
(2)设
fn′(x0)
fn+1′(x0)
fn(1)
fn+1(1)
,求证:0<x0<1;
(3)是否存在区间[a,b]?(-∞,0],使函数h(x)=f3(x)-f2(x)在区间[a,b]上的值域为[ka,kb]?若存在,求出最小的k值及相应的区间[a,b].
sxdcrhnmjk1年前0
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对n∈N*,定义函数fn(x)=-(x-n)2+n,n-1≤x≤n.
对n∈N*,定义函数fn(x)=-(x-n)2+n,n-1≤x≤n.
(1)求证:y=fn(x)图象的右端点与y=fn+1(x)图象的左端点重合;并回答这些端点在哪条直线上.
(2)若直线y=knx与函数fn(x)=-(x-n)2+n,n-1≤x≤n(n≥2,n∈N*)的图象有且仅有一个公共点,试将kn表示成n的函数.
(3)对n∈N*,n≥2,在区间[0,n]上定义函数y=f(x),使得当m-1≤x≤m(n∈N*,且m=1,2,…,n)时,f(x)=fm(x).试研究关于x的方程f(x)=fn(x)(0≤x≤n,n∈N*)的实数解的个数(这里的kn是(2)中的kn),并证明你的结论.
闲逛123451年前1
keta7 共回答了15个问题 | 采纳率80%
解题思路:(1)由fn(n)=n 得 y=fn(x)图象右端点的坐标为(n,n),由fn+1(n)=n得 y=fn+1(x)图象左端点的坐标为(n,n),故两端点重合,且这些点在直线y=x上.(2)由题设及(1)的结论方程-(x-n)2+n=kn•x可得 1<kn<2,且kn单调递减.在n-1≤x≤n上有两个相等的实数根.求出方程的两个根,求得 kn=2n-2n2−n,(n≥2,n∈N*).(3)当n≥2时,求得 kn=21+ 1−1n,可得 1<kn<2,且kn单调递减.分①当n≥3时,和②当n=2时两种情况,分别求得方程 f(x)=kn•x( 0≤x≤n,n∈N*)的实数解的个数为2n-1,从而证得结论.

(1)证明:由fn(n)=n 得 y=fn(x)图象右端点的坐标为(n,n),
由fn+1(n)=n得 y=fn+1(x)图象左端点的坐标为(n,n),故两端点重合.(2分)
并且对 n∈N*,这些点在直线y=x上.(4分)
(2)由题设及(1)的结论,两个函数图象有且仅有一个公共点,即方程-(x-n)2+n=kn•x在 满足n-1≤x≤n的区间上有两个相等的实数根.
整理方程得 x2+(kn-2n)x+n2-n=0,
由△=( kn−2n)2-4(n2-n)=0,解得 kn=2n±2
n2−n,(8分)
此时方程的两个实数根x1,x2相等,由 x1+x2=2n-kn
得 x1=x2=
2n−k n
2=[2n±2
n2−n]=m
n2−n,
因为 n-1≤x1=x2≤n,所以只能 kn=2n-2
n2−n,(n≥2,n∈N*).(10分)
(3)当n≥2时,求得 kn=2n-2
n2−n=
2n
n+
n2−n=
2
1+
1−
1
n,
可得 1<kn<2,且kn单调递减. (14分)
①当n≥3时,对于2≤i≤n-1,总有1<kn<ki,亦即直线y=knx与函数fi(x)的图象总有两个不同的公共点(直线y=knx在直线y=x与直线y=ki x之间).
对于函数fi(x)来说,因为 1<kn<2,所以方程 kn•x=fi(x)有两个x1=0,x2=2-kn∈(0,1).
此时方程f(x)=kn•x( 0≤x≤n,n∈N*)的实数解的个数为2(n-1)+1=2n-1.(16分)
②当n=2时,因为1<k2<2,所以方程 k2x=fi(x)有两个解.此时方程f(x)=k2x.
(0≤x≤2)的实数解的个数为3.(17分)
综上,当n≥2,n∈N*时,方程 f(x)=kn•x( 0≤x≤n,n∈N*)的实数解的个数为2n-1.(18分)

点评:
本题考点: 函数的零点与方程根的关系;二次函数的性质.

考点点评: 本题主要考查函数的零点与方程的根的关系,二次函数的性质,体现了化归与转化的数学思想,属于中档题.

假设实数a1,a2,a3,a4是一个等差数列﹐且满足0<a1<2及a3=4,若定义函数fn(x)=anx,其中n=1,2
假设实数a1,a2,a3,a4是一个等差数列﹐且满足0<a1<2及a3=4,若定义函数fn(x)=anx,其中n=1,2,3,4,则下列命题中错误的是(  )
A.f2(a2)>4
B.f1(a2)>1
C.函数f2(x)为递增函数
D.∀x∈(0,+∞),不等式f1(x)<f2(x)<f3(x)<f4(x)恒成立.
刘志文1年前1
pgwc 共回答了20个问题 | 采纳率75%
解题思路:根据等差数列的性质,可得2<a2<3,进而根据指数函数的图象和性质及幂函数的图象和性质,结合复合函数同增异减的原则,可判断出四个答案的真假.

∵a1,a2,a3,a4是一个等差数列﹐且满足0<a1<2及a3=4,
∴2<a2<3,则f2(a2)=a2a2∈(4,27),故f2(a2)>4正确;
当0<a1<1时,f1(a2)=a1a2<1,故f1(a2)>1不正确;
函数f2(x)=a2aX,底数大于1,且指数部分为增函数,根据复合函数同增异减的原则,可得函数f2(x)为递增函数
当x∈(0,+∞)时,幂函数f(n)(x)=anx(n为自变量)为增函数,故f1(x)<f2(x)<f3(x)<f4(x)
故选B

点评:
本题考点: 命题的真假判断与应用.

考点点评: 本题以命题的真假判断为载体,考查了指数函数,幂函数及复合函数的性质,但由于未给出函数的解析式,比较抽象,故难度稍大.

定义函数fn(x)=(1+x)n-1,(x>-2,n∈N*),其导函数记为fn′(x).
定义函数fn(x)=(1+x)n-1,(x>-2,n∈N*),其导函数记为fn′(x).
(1)求证:fn(x)≥nx;
(2)设
fn′(x0)
fn+1′(x0)
fn(1)
fn+1(1)
,求证:0<x0<1;
(3)是否存在区间[a,b]⊆(-∞,0],使函数h(x)=f3(x)-f2(x)在区间[a,b]上的值域为[ka,kb]?若存在,求出最小的k值及相应的区间[a,b].
gaoheren1年前0
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定义函数fn(x)=(1+x)n-1,x>-2,n∈N+,其导函数记为fn′(x). ⑴求证:fn(x)≥nx;
定义函数fn(x)=(1+x)n-1,x>-2,n∈N+,其导函数记为fn′(x). ⑴求证:fn(x)≥nx;
2、是否在在区间[a,b](-∞,0),使函数h(x)=f3(x)-f2(x)在区间[a,b]上的值域为
[ka,kb]?若存在,求出最小的k值及相应的区间[a,b].
不倦怠1年前1
xiangrace 共回答了14个问题 | 采纳率85.7%
第21题 有详解 有图