已知函数f(x)=aln(x+1)﹣ax﹣x2. (Ⅰ)若x=1为函数f(x)的极值

已知函数f(x)=aln(x+1)﹣ax﹣x2

(Ⅰ)若x=1为函数f(x)的极值点,求a的值;

(Ⅱ)讨论f(x)在定义域上的单调性;

(Ⅲ)证明:对任意正整数n,ln(n+1)<2+

答案

【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

【专题】导数的综合应用.

【分析】(I)由,f′(1)=0,知,由此能求出a.

(Ⅱ)由,令f′(x)=0,得x=0,或,又f(x)的定义域为(﹣1,+∞),讨论两个根及﹣1的大小关系,即可判定函数的单调性;

(Ⅲ)当a=1时,f(x)在[0,+∞)上递减,∴f(x)≤f(0),即ln(x+1)≤x+x2,由此能够证明ln(n+1)<2+

【解答】解:(1)因为

令f'(1)=0,即,解得a=﹣4,

经检验:此时,x(0,1),f'(x)>0,f(x)递增;x(1,+∞),f'(x)<0,f(x)递减,

∴f(x)在x=1处取极大值.满足题意.

(2)

令f'(x)=0,得x=0,或,又f(x)的定义域为(﹣1,+∞)

①当,即a≥0时,若x(﹣1,0),则f'(x)>0,f(x)递增;若x(0,+∞),则f'(x)<0,f(x)递减;

②当,即﹣2<a<0时,若x(﹣1,,则f'(x)<0,f(x)递减;

,0),则f'(x)>0,f(x)递增;若x(0,+∞),则f'(x)<0,f(x)递减;

③当,即a=﹣2时,f'(x)≤0,f(x)在(﹣1,+∞)内递减,

④当,即a<﹣2时,若x(﹣1,0),则f'(x)<0,f(x)递减;若x(0,

则f'(x)>0,f(x)递增;若,+∞),则f'(x)<0,f(x)递减;

(3)由(2)知当a=1时,f(x)在[0,+∞)上递减,∴f(x)≤f(0),即ln(x+1)≤x+x2

,∴,i=1,2,3,…,n,

【点评】本题考查函数极值的意义及利用导数研究函数的单调性,证明:对任意的正整数n.解题时要认真审题,注意导数的合理运用,恰当地利用裂项求和法进行解题.

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