设函数fn(x)=xn+bx+c(n∈N+,b,c∈R) (1)设n≥2,b=1,c=﹣1,证明

设函数fnx=xn+bx+cnN+bcR

1)设n≥2b=1c=1,证明:fnx)在区间内存在唯一的零点;

2)设n=2,若对任意x1x2[11],有|f2x1)﹣f2x2|≤4,求b的取值范围;

3)在(1)的条件下,设xnfnx)在内的零点,判断数列x2x3xn的增减性.

答案

【考点】数列与函数的综合;根的存在性及根的个数判断.

【专题】函数的性质及应用.

【分析】1)根据 fnfn1=×10,以及fnx)在区间内单调递增,可得fnx)在区间内存在唯一的零点.

2)当n=2,由题意可得函数f2x)在[11]上的最大值与最小值的差M≤4,分当1时、当﹣1≤0时、当0≤≤1 时三种情况,分别求得b的取值范围,再取并集,即得所求.

3)证法一:先求出fnxn)和fn+1xn+1)的解析式,再由当xn+1时,fnxn=0=fn+1xn+1=+xn+11+xn+11=fnxn+1),且

fnx)在区间内单调递增,故有xnxn+1,从而得出结论.

证法二:设xnfnx=xn+x1内的唯一零点,由fn+1xn fn+11)<0可得 fn+1x)的零点在(xn1)内,从而有 xnxn+1 n≥2),由此得出结论.

【解答】解:(1)由于n≥2b=1c=1fnx=xn+bx+c=xn+x1∴fnfn1=×10

∴fnx)在区间内存在零点.再由fnx)在区间内单调递增,可得fnx)在区间内存在唯一的零点.

2)当n=2,函数f2x=x2+bx+c,对任意x1x2[11],有|f2x1)﹣f2x2|≤4

故函数f2x)在[11]上的最大值与最小值的差M≤4

1时,即b2 b<﹣2时,M=|f2(﹣1)﹣f21|=2|b|4,这与题设相矛盾.

当﹣1≤0时,即0b≤2时,M=f21)﹣=≤4 恒成立.

0≤≤1 时,即﹣2≤b≤0时,M=f2(﹣1)﹣=≤4 恒成立.

综上可得,﹣2≤b≤2

3)证法一:在(1)的条件下,xnfnx=xn+x1内的唯一零点,则有fnxn=+xn1=0

fn+1xn+1=+xn+11=0

xn+1时,fnxn=0=fn+1xn+1=+xn+11+xn+11=fnxn+1).

由(1)知,fnx)在区间内单调递增,故有xnxn+1,故数列x2x3xn单调递增数列.

证法二:设xnfnx=xn+x1内的唯一零点,

fn+1xn fn+11=+xn1×1=+xn1+xn1=0

fn+1x)的零点在(xn1)内,∴xnxn+1 n≥2),故数列x2x3xn单调递增数列.

【点评】本题主要考查方程的根的存在性及个数判断,树立与函数的综合,体现了分类讨论、化归与转化的数学思想,

属于难题.

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