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已知函数f=ax2+ln.当a=-14时,求函数f的单调区间;当x∈[0,+∞)时,不等式f≤x恒成立,求实数a的取值范

题文

已知函数f(x)=ax2+ln(x+1).
(Ⅰ)当a=-14时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当x∈[0,+∞)时,不等式f(x)≤x恒成立,求实数a的取值范围.
(Ⅲ)求证:(1+22×3)(1+43×5)(1+85×9)•…•[1+2n(2n-1+1)(2n+1)]<e(其中n∈N*,e是自然对数). 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)当a=-14时,f(x)=-14x2+ln(x+1)(x>-1),
f′(x)=-12x+1x+1=-(x+2)(x-1)2(x+1)(x>-1),
由f'(x)>0,解得-1<x<1,由f'(x)<0,解得x>1.
故函数f(x)的单调递增区间为(-1,1),单调递减区间为(1,+∞).
(Ⅱ)当x∈[0,+∞)时,不等式f(x)≤x恒成立,即ax2+ln(x+1)-x≤0恒成立,
设g(x)=ax2+ln(x+1)-x(x≥0),只需g(x)max≤0即可.
由g′(x)=2ax+1x+1-1=x[2ax+(2a-1)]x+1,
(ⅰ)当a=0时,g′(x)=-xx+1,
当x>0时,g'(x)<0,函数g(x)在(0,+∞)上单调递减,
故g(x)≤g(0)=0成立.
(ⅱ)当a>0时,由g′(x)=x[2ax+(2a-1)]x+1=0,因x∈[0,+∞),所以x=12a-1,
①若12a-1<0,即a>12时,在区间(0,+∞)上,g'(x)>0,
则函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,
g(x)在[0,+∞)上无最大值,此时不满足条件;
②若12a-1≥0,即0<a≤12时,函数g(x)在(0,12a-1)上单调递减,在区间(12a-1,+∞)上单调递增,
同样g(x)在[0,+∞)上无最大值,不满足条件.
(ⅲ)当a<0时,g′(x)=x[2ax+(2a-1)]x+1,
∵x∈[0,+∞),∴2ax+(2a-1)<0,
∴g'(x)≤0,故函数g(x)在[0,+∞)上单调递减,
故g(x)≤g(0)=0成立.
综上所述,实数a的取值范围是(-∞,0].
(Ⅲ)据(Ⅱ)知当a=0时,ln(x+1)≤x在[0,+∞)上恒成立,
又2n(2n-1+1)(2n+1)=2(12n-1+1-12n+1),
∵ln{(1+22×3)(1+43×5)(1+85×9)•…•[1+2n(2n-1+1)(2n+1)]}
=ln(1+22×3)+ln(1+43×5)+ln(1+85×9)+…+ln[1+2n(2n-1+1)(2n+1)]<22×3+43×5+85×9+…+2n(2n-1+1)(2n+1)
=2[(12-13)+(13-15)+(15-19)+…+(12n-1+1-12n+1)]
=2[(12-12n+1)]<1,
∴(1+22×3)(1+43×5)(1+85×9)•…•[1+2n(2n-1+1)(2n+1)]<e.

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解析

14

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=ax2+ln(x+1).....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
已知函数f=ax2+ln.当a=-14时,求函数f的单调区间;当x∈[0,+∞)时,不等式f≤x恒成立,求实数a的取值范
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知函数f=ax2+ln.当a=-14时,求函数f的单调区间;当x∈[0,+∞)时,不等式f≤x恒成立,求实数a的取值范
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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