问答题(2022年新高考Ⅱ

已知函数f(x)=xeax-ex

(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;

(2)当x>0时,f(x)<-1,求a的取值范围;

(3)设n∈N^*,证明:1/+1/+⋯+1/>ln⁡( n+1).

答案解析

(1)当a=1时,f(x)=(x-1) ex,则f' (x)=xex,当x<0时,f' (x)<0,当x>0时,f' (x)>0,故f(x)的减区间为(-∞,0),增区间为(0,+∞).(2)设h(x)=xeax-ex+1,则h(0)=0,又h' (x)=(1+ax) eax-ex,设g(x)=(1+ax) eax-ex,则g' (x)=(2a+a2 x) eax-ex,若a>1/2,则g' (0)=2a-1>0,因为g' (x)为连续不间断函数,故存在x0∈(0,+∞),使得∀x∈(0,x0 ),总有g' (x)>0,故g(x)在(0,x0)为增函数,故g(x)>g(0)=0,故h(x)在(0,x0)为增函数,故h(x)>h(0)=-1,与题设矛盾.若0<a≤1/2,则h' (x)=(1+ax) eax-ex=e^(ax+ln⁡(1+ax) )-ex,下证:对任意x>0,总有ln⁡(1+x)<x成立,证明:设S(x)=ln⁡(1+x)-x,故S' (x)=1/(1+x)-1=(-x)/(1+...

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