已知函数f(x)=ax--2lnx,f(1)=0.(1)若函数f(x)在其定义域内为单调函数

已知函数f(x)=ax--2lnx,f(1)=0.

(1)若函数f(x)在其定义域内为单调函数,求a的取值范围;

(2)若函数f(x)的图象在x=1处的切线的斜率为0,且an+1=f′-n2+1,

已知a1=4,求证:an≥2n+2.

答案

解;(1)f(1)=a-b=0a=b,

∴f(x)=ax--2lnx.

∴f′(x)=a+-2x.

要使函数f(x)在定义域(0,+∞)内为单调函数,

则在(0,+∞)内f′(x)恒大于0或恒小于0,

当a=0时,f′(x)=-<0在(0,+∞)内恒成立;

当a>0时,要使f′(x)=a(-)2+a->0恒成立,则a->0,解得a>1;

当a<0时,要使f′(x)=a(-)2+a-恒成立,则a-<0,解得a<-1.

所以a的取值范围为a>1或a<-1或a=0.

(2)根据题意得f′(1)=0,即a+a-2=0,得a=1,∴f′(x)=(-1)2.

于是an+1=f′-n2+1=(an-n)2-n2+1=an2-2nan+1.

用数学归纳法证明如下:

当n=1时,a1=4≥2×1+2,不等式成立;

假设当n=k时,不等式ak≥2k+2成立,即ak-2k≥2也成立,

当n=k+1时,ak+1=ak (ak-2k)+1≥(2k+2)×2+1=4k+5>2(k+1)+2.

所以当n=k+1,不等式也成立.

综上得对所有n∈N*时,都有an≥2n+2.

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