已知函数f(x)=lnx,其导函数为f′(x),令φ(x)=f′(x).(1)设g(x)=f(x+a)+φ(x+a),求函
已知函数f(x)=lnx,其导函数为f′(x),令φ(x)=f′(x).(1)设g(x)=f(x+a)+φ(x+a),求函数g(x)的极值;(2)设Sn=nk=1φ(1+...
已知函数f(x)=lnx,其导函数为f′(x),令φ(x)=f′(x).(1)设g(x)=f(x+a)+φ(x+a),求函数g(x)的极值;(2)设Sn=nk=1φ(1+kn),Tn=nk=1φ(1+k?1n),n∈N*.(i)求证:Snn<ln2;(ii)是否存在正整数n0,使得当n>n0时,都有0<Sn+Tn2n?ln2<18040成立?若存在,求出一个满足条件的n0的值;若不存在,请说明理由.
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(1)因为g′(x)=
?
=
,∴x∈(-a,1-a]时,函数g(x)为减函数,当x∈[1-a,+∞),函数g(x)为增函数,所以当x=1-a时,函数g(x)取得极小值g(1-a)=1,没有极大值;
(2)∵
=
+
++
(i)取a=1,由(1)知,当x>0时有g(x)>g(0)=1,即
+ln(x+1)>1,∴
<ln(x+1),即
<ln(x+1)
令1+
=n+k,即x=
,∴
<ln(1+
)=ln(n+k)?ln(n+k?1)
分别取k=1,2,,n并累加得
=
+
++
<ln(2n)?lnn=ln2,∴
< ln2
(ii)又
=
+
++
,∴
=
+
由(i)知
=
+
1 |
x+a |
1 |
(x+a)2 |
x?(1?a) |
(x+a)2 |
(2)∵
Sn |
n |
1 |
n+1 |
1 |
n+2 |
1 |
2n |
(i)取a=1,由(1)知,当x>0时有g(x)>g(0)=1,即
1 |
x+1 |
x |
x+1 |
1 | ||
1+
|
令1+
1 |
x |
1 |
n+k?1 |
1 |
n+k |
1 |
n+k?1 |
分别取k=1,2,,n并累加得
Sn |
n |
1 |
n+1 |
1 |
n+2 |
1 |
2n |
Sn |
n |
(ii)又
Tn |
n |
1 |
n |
1 |
n+1 |
1 |
2n?1 |
Sn+Tn |
2n |
Sn |
n |
1 |
4n |
由(i)知
Sn+Tn |
2n |
Sn |
n |
1 |
4n |