Question

已知函數(shù)

（Ⅰ）求的單調(diào)區(qū)間；

（Ⅱ）記f(x)在區(qū)間（n∈N*）上的最小值為,

（）如果對一切n，不等式恒成立，求實(shí)數(shù)c的取值范圍；

（）求證：。

Answer 1

解法一：

（I）因?yàn)?i>f(x)=ln(1+x)-x，所以函數(shù)定義域?yàn)椋?1,+）,且=-1=.

            由>0得-1<x<0，f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為（-1，0）；

            由<0得x>0，f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為（0，+）.

(II)因?yàn)?i>f(x)在[0,n]上是減函數(shù)，所以b_n=f(n)=ln(1+n)-n,

            則a_n=ln(1+n)-b_n=ln(1+n)-ln(1+n)+n=n.

(i)

>

又lim,

因此，即實(shí)數(shù)c的取值范圍是（-，。

（II）由（i）知

因?yàn)閇]²

所以＜(nN^*),

則＜

。

即N*）

解法二：

（Ⅰ）同解法一.

（Ⅱ）因?yàn)?i>f(x)在上是減函數(shù)，所以

　　　則

（i）因?yàn)?sub>對n∈N*恒成立.

所以對n∈N*恒成立.

　　則對n∈N*恒成立.

　　設(shè) n∈N*，則c＜g(n)對n∈N*恒成立.

　　考慮

　　因?yàn)?sub>＝0，

　　所以內(nèi)是減函數(shù)；則當(dāng)n∈N*時(shí)，g(n)隨n的增大而減小，

又因?yàn)?/p>

=1.

所以對一切因此c≤1,即實(shí)數(shù)c的取值范圍是(-∞，1].

() 由()知

          下面用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式 (nN^*),

          ①當(dāng)n=1時(shí)，左邊＝，右邊＝，左邊<右邊.不等式成立.

          ②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),不等式成立.即

當(dāng)n=k+1時(shí)，

=

即n＝k＋1時(shí)，不等式成立

綜合①、②得，不等式成立.

所以

即。