已知二次函数g(x)的图象经过坐标原点,且满足g(x+1)=g(x)+2x+1,设函数f(x)=mg(x)-ln(x+1),其中m为非零常数(1)求函数g(x)的解析式;(2)当-2<m<0时,判断函

题目简介

已知二次函数g(x)的图象经过坐标原点,且满足g(x+1)=g(x)+2x+1,设函数f(x)=mg(x)-ln(x+1),其中m为非零常数(1)求函数g(x)的解析式;(2)当-2<m<0时,判断函

题目详情

已知二次函数g(x)的图象经过坐标原点,且满足g(x+1)=g(x)+2x+1,设函数f(x)=mg(x)-ln(x+1),其中m为非零常数
(1)求函数g(x)的解析式;
(2)当-2<m<0时,判断函数f(x)的单调性并且说明理由;
(3)证明:对任意的正整数n,不等式ln(
1
n
+1)>
1
n2
-
1
n3
恒成立.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)设g(x)=ax2+bx+c,g(x)的图象经过坐标原点,所以c=0.
∵g(x+1)=g(x)+2x+1∴a(x+1)2+b(x+1)=ax2+bx+2x+1
即:ax2+(2a+b)x+a+b=ax2+(b+2)x+1
∴a=1,b=0,g(x)=x2;
(2)函数f(x)=mx2-ln(x+1)的定义域为(-1,+∞).f(x)=2mx-class="stub"1
x+1
=
2mx2+2mx-1
x+1

令k(x)=2mx2+2mx-1,k(x)=2m(x+class="stub"1
2
)2-class="stub"m
2
-1
k(x)max=k(-class="stub"1
2
)=-class="stub"m
2
-1

∵-2<m<0,∴k(x)max=-class="stub"m
2
-1<0
,k(x)=2mx2+2mx-1<0在(-1,+∞)上恒成立,
即f′(x)<0,当-2<m<0时,函数f(x)在定义域(-1,+∞)上单调递减.
(3)当m=1时,f(x)=x2-ln(x+1).,令h(x)=x3-f(x)=x3-x2+ln(x+1),
h(x)=
3x3+(x-1)2
x+1
在[0,+∞)上恒正,
∴h(x)在[0,+∞)上单调递增,当x∈(0,+∞)时,恒有h(x)>h(0)=0.,
即当x∈(0,+∞)时,有x3-x2+ln(x+1)>0,ln(x+1)>x2-x3,
对任意正整数n,取x=class="stub"1
n
ln(class="stub"1
n
+1)>class="stub"1
n2
-class="stub"1
n3

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