(Ⅲ)如果x1≠x2,且f(x1)=f(x2),证明x1+x2>2.
【考点】利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性. 【专题】导数的综合应用. 【分析】(1)先求导求出导数为零的值,通过列表判定导数符号,确定出单调性和极值. (2)先利用对称性求出g(x)的解析式,比较两个函数的大小可将它们作差,研究新函数的最小值,使最小值大于零,不等式即可证得.
(3)通过题意分析先讨论,可设x1<1,x2>1,利用第二问的结论可得f(x2)>g(x2),根据对称性将g(x2)换成f(2﹣x2),再利用单调性根据函数值的大小得到自变量的大小关系.
【解答】解:(Ⅰ)解:f′(x)=(1﹣x)e 令f′(x)=0,解得x=1 当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表 x (﹣∞,1) 1 (1,+∞) 0 f′(x) + ﹣ f(x) 极大值 所以f(x)在(﹣∞,1)内是增函数,在(1,+∞)内是减函数. 函数f(x)在x=1处取得极大值f(1)且f(1)=.
(Ⅱ)证明:由题意可知g(x)=f(2﹣x),得g(x)=(2﹣x)e
﹣xx﹣2
令F(x)=f(x)﹣g(x),即F(x)=xe+(x﹣2)e
﹣x2x﹣2
于是F'(x)=(x﹣1)(e﹣1)e
﹣x2x﹣2
当x>1时,2x﹣2>0,从而e﹣1>0,又e>0,所以f′(x)>0,从而函数F(x)在[1,+∞)是增函数.
又F(1)=e﹣e=0,所以x>1时,有F(x)>F(1)=0,即f(x)>g(x).
(Ⅲ)证明:(1)若(x1﹣1)(x2﹣1)=0,由(I)及f(x1)=f(x2),则x1=x2=1.与x1≠x2矛盾.
(2)若(x1﹣1)(x2﹣1)>0,由(I)及f(x1)=f(x2),得x1=x2.与x1≠x2矛盾. 根据(1)(2)得(x1﹣1)(x2﹣1)<0,不妨设x1<1,x2>1. 由(Ⅱ)可知,f(x2)>g(x2), 则g(x2)=f(2﹣x2), 所以f(x2)>f(2﹣x2), 从而f(x1)>f(2﹣x2). 因为x2>1,所以2﹣x2<1,
又由(Ⅰ)可知函数f(x)在区间(﹣∞,1)内是增函数, 所以x1>2﹣x2,即x1+x2>2.
【点评】本小题主要考查导数的应用,利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及用函数思想分析解决问题的能力.
22.(14分)(2010?天津)在数列{an}中,a1=0,且对任意k∈N.a2k﹣1,a2k,a2k+1成等差数列,其公差为dk.
*
(Ⅰ)若dk=2k,证明a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列(k∈N)
16
*
﹣1
﹣1
﹣x
x﹣2
(Ⅱ)若对任意k∈N,a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列,其公比为qk. 【考点】数列的应用;等差数列的性质;等比数列的性质. 【专题】等差数列与等比数列.
2
【分析】(Ⅰ)证明:由题设,可得a2k+1=2k(k+1),从而a2k=a2k+1﹣2k=2k,a2k+2=2(k+1)
*
2
.于是
*
,由此可知当dk=2k时,对任意
k∈N,a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列. (Ⅱ)由题意可知,因此,
再分情况讨论求解.
【解答】(Ⅰ)证明:由题设,可得a2k+1﹣a2k﹣1=4k,k∈N. 所以a2k+1﹣a1=(a2k+1﹣a2k﹣1)+(a2k﹣1﹣a2k﹣3)++(a3﹣a1) =4k+4(k﹣1)++4×1 =2k(k+1)
由a1=0,得a2k+1=2k(k+1),从而a2k=a2k+1﹣2k=2k,a2k+2=2(k+1). 于是
*
2
2
*
.
所以dk=2k时,对任意k∈N,a2k,a2k+1,a2k+2成等比数列. (Ⅱ)证明:a1=0,a2=2,可得a3=4,从而
,
=1.由(Ⅰ)有
所以因此,
以下分两种情况进行讨论:
*
(1)当n为偶数时,设n=2m(m∈N(2)) 若m=1,则
.
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若m≥2,则
+
=
所以
(2)当n为奇数时,设n=2m+1(m∈N)
=
*
所以,
从而
综合(1)(2)可知,对任意n≥2,n∈N,有
*
【点评】本题主要考查等差数列的定义及通项公式,前n项和公式、等比数列的定义、数列求和等基础知识,考查运算能力、推理论证能力、综合分析和解决问题的能力及分类讨论的思想方法.
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