(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