已知f(x)=ln(x+1).(1)若 g(x)= 1 4 x 2 -x+f(x) ,求g(x)在[0,2]上的最大值与

1个回答

  • (1) g(x)=

    1

    4 x 2 -x+ln(x+1) , g′(x)=

    1

    2 x-1+

    1

    x+1 =

    x(x-1)

    2(x+1)

    ∴g(x)在[0,1]上单调减,在[1,2]上单调增

    ∵g(0)=0,g(1)= -

    3

    4 +ln2 ,g(2)=-1+ln3

    ∴g(x)在[0,2]上的最大值为-1+ln3,最小值为0

    (2)证明:函数的定义域为(-1,+∞)

    构造函数h(x)=f(x)-x,∴h′(x)=

    1

    x+1 -1=

    -x

    x+1

    ∴函数在(-1,0)上单调增,在(0,+∞)上单调减

    ∴在x=0处,函数取得极大值,也是最大值

    ∴h(x)≤h(0)=0

    ∴f(x)-x≤0

    ∵x>0,∴ f(

    1

    x )<

    1

    x

    构造函数φ(x)=f(x)-

    x

    1+x ,∴φ′(x)=

    x

    (x+1) 2

    ∴函数在(-1,0)上单调减,在(0,+∞)上单调增

    ∴在x=0处,函数取得极小,也是最小值

    ∴φ(x)≥φ(0)=0

    ∴f(x)-

    x

    1+x ≥0

    ∵x>0,∴

    1

    1+x <f(

    1

    x )

    1

    1+x <f(

    1

    x )<

    1

    x

    (3)证明:∵f(x)=ln(x+1),∴f(n)-f(n-1)=f(

    1

    n )

    由(2)知:

    1

    1+n <f(

    1

    n )<

    1

    n

    1

    1+n <f(n)-f(n-1)<

    1

    n

    1

    1+1 <f(1)-f(0)<1 ,

    1

    1+2 <f(2)-f(1)<

    1

    2 ,

    1

    1+3 <f(3)-f(3-1)<

    1

    3 ,…,

    1

    1+n <f(n)-f(n-1)<

    1

    n

    叠加可得:

    1

    2 +

    1

    3 +

    1

    4 +…+

    1

    n+1 <f(n)<1+

    1

    2 +

    1

    3 +…+

    1

    n