作业帮 > 综合 > 作业

(2014•东营二模)设函数f(x)=axn+1+bxn+c(x>0),其中a+b=0,n为正整数,a,b,c均为常数,

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/13 07:17:08
(2014•东营二模)设函数f(x)=axn+1+bxn+c(x>0),其中a+b=0,n为正整数,a,b,c均为常数,曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x+y-1=0.
(1)求a,b,c的值;
(2)求函数f(x)的最大值;
(3)证明:对任意的x∈(0,+∞)都有nf(x)<
1
e
(2014•东营二模)设函数f(x)=axn+1+bxn+c(x>0),其中a+b=0,n为正整数,a,b,c均为常数,
(1)∵a+b=0,∴f(1)=a+b+c=c.
由点(1,c)在直线x+y=1上,可得1+c=1,即c=0.----(1分)
∵f'(x)=a(n+1)xn+bnxn-1,∴f'(1)=(a+b)n+a=a.(2分)
又∵切线x+y=1的斜率为-1,∴a=-1,
∵a+b=0,∴b=1,
∴a=-1,b=1,c=0.(3分)
(2)由(1)知,f(x)=-xn+1+xn,故f′(x)=(n+1)xn−1(
n
n+1−x).(4分)
令f′(x)=0,解得x=
n
n+1,即f′(x)在(0,+∞)上有唯一零点x=
n
n+1.(5分)
当0<x<
n
n+1时,f′(x)>0,故f(x)在(0,
n
n+1)上单调递增; (6分)
当x>
n
n+1时,f′(x)<0,故f(x)在(
n
n+1,+∞)单调递减.(7分)
∴f(x)在(0,+∞)上的最大值f(x)max=f(
n
n+1)=(
n
n+1)n(1−
n
n+1)=
nn
(n+1)n+1.-----------------(8分)
(3)证明:要证对任意的x∈(0,+∞)都有nf(x)<
1
e,只需证f(x)<
1
ne,
由(2)知在(0,+∞)上f(x)有最大值,f(x)max=
nn
(n+1)n+1,故只需证
nn
(n+1)n+1<
1
ne-----(9分)
即(
n
n+1)^n+1,即ln
n
n+1+
1
n+1<0,①(10分)

n
n+1=t,(0<t<1),则
1
n+1=1−t,①即lnt-t+1<0,②(11分)
令g(t)=lnt-t+1,(0<t<1),则g′(t)=
1
t−1=
1−t
t,(12分)
显然当0<t<1时,g'(t)>0,所以g(t)在(0,1)上单调递增,
∴g(t)<g(1)=0,即对任意的0<t<1②恒成立,
∴对任意的x∈(0,+∞)都有