Question

已知函数．
（Ⅰ）求证：存在定点M，使得函数f（x）图象上任意一点P关于M点对称的点Q也在函数f（x）的图象上，并求出点M的坐标；
（Ⅱ）定义，其中n∈N^*且n≥2，求S₂₀₁₁；
（Ⅲ）对于（Ⅱ）中的S_n，求证：对于任意n∈N^*都有．

Answer

（Ⅰ）根据题中已知条件可知函数f（x）上的点P和点Q关于点M对称，可根据f（x）+f（2a-x）=2b可以求出a和b的值，进而可以证明；
（Ⅱ）根据题中已知条件先求出Sn的表达式，进而将n=2011代入即可求出S2011的值；
（Ⅲ）根据（Ⅱ）中求得的Sn的表达式先求出lnSn+2-lnSn+1的表达式，即可证明．
【解析】
（Ⅰ）由题意可知：函数定义域为（0，1）．
设点M的坐标为（a，b），
则由，
对于x∈（0，1）恒成立，
于是，
解得．
所以存在定点，使得函数f（x）的图象上任意一点P关于M点对称的点Q也在函数f（x）的图象上．
（Ⅱ）由（Ⅰ）得f（x）+f（1-x）=1，
∵…①
∴…②
①+②，得2Sn=n-1，
∴，
故S2011=1005．
（Ⅲ）当n∈N*时，由（Ⅱ）知，
于是等价于．…（10分）
令g（x）=x3-x2+ln（1+x），则，
∴当x∈[0，+∞）时，g'（x）＞0，即函数g（x）在[0，+∞）上单调递增，又g（0）=0．
于是，当x∈（0，+∞）时，恒有g（x）＞g（0）=0，即x3-x2+ln（1+x）＞0恒成立．…（12分）
故当x∈（0，+∞）时，有ln（1+x）＞x2-x3成立，取，
则有成立．…（14分）