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已知函数,其中a>0且a≠1. (1)分别判断f(x)在(-∞,+∞)上的单调性...

已知函数manfen5.com 满分网,其中a>0且a≠1.
(1)分别判断f(x)在(-∞,+∞)上的单调性;
(2)比较f(1)-1与f(2)-2、f(2)-2与f(3)-3的大小,由此归纳出一个更一般的结论,并证明;
(3)比较manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网的大小,由此归纳出一个更一般的结论,并证明.
(1)先求导,再判导数的符号. (2)直接计算f(1)-1与f(2)-2、f(2)-2与f(3)-3,进行比较.比较大小可用做差比较法. 归纳一般的结论,构造函数利用单调性进行证明. (3)利用基本不等式和做差比较法比较大小,归纳结论,构造函数进行证明. 【解析】 (1), 若0<a<1,则,lna<0,所以f/(x)>0; 若a>1,则,lna>0,所以f/(x)>0, 因此,任意a>0且a≠1,都有f/(x)>0,f(x)在(-∞,+∞)上的单调递增. (2)直接计算知f(1)-1=0,f(2)-2=a+a-1-2,f(3)-3=a2+a-2-2, 根据基本不等式a+a-1-2>0,所以f(2)-2>f(1)-1, 又因为=, 所以f(3)-3>f(2)-2. 假设∀x>0,f(x+1)-(x+1)>f(x)-x. 记g(x)=[f(x+1)-(x+1)]-[f(x)-x],.与(1)类似地讨论知,对∀x>0和∀a>0且a≠1都有g/(x)>0,g(x)在[0,+∞)上的单调递增,g(0)=0, 所以g(x)>g(0)=0,即∀x>0,f(x+1)-(x+1)>f(x)-x. (3),,, 根据基本不等式,, 所以. 假设∀x>0,. 记,x>0,, 设, 则h(0)=0且, 类似(1)的讨论知, 从而h(x)>h(0)=0,g/(x)>0,g(x)在R+上单调增加, 所以∀x>0,.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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