由f()=e,f(1)=0,f()=e,
即有f(x)的最大值为e,最小值为f(1)=0.
则f(x)在区间[,+∞)上的取值范围是[0,e].
【点评】本题考查导数的运用:求单调区间和极值、最值,考查化简整理的运算能力,正确求导是解题的关键,属于中档题.
21.(15分)如图,已知抛物线x2=y,点A(﹣,),B(,),抛物线上的点P(x,y)(﹣<x<),过点B作直线AP的垂线,垂足为Q. (Ⅰ)求直线AP斜率的取值范围; (Ⅱ)求|PA|?|PQ|的最大值.
【分析】(Ⅰ)通过点P在抛物线上可设P(x,x2),利用斜率公式结合﹣<x<可得结论;
(Ⅱ)通过(I)知P(x,x2)、﹣<x<,设直线AP的斜率为k,联立直线AP、BQ方程可知Q点坐标,进而可用k表示出
、
,计算可知|PA|?|PQ|=
(1+k)3(1﹣k),通过令f(x)=(1+x)3(1﹣x),﹣1<x<1,求导结合单调性可得结论.
【解答】解:(Ⅰ)由题可知P(x,x2),﹣<x<,
所以kAP==x﹣∈(﹣1,1),
故直线AP斜率的取值范围是:(﹣1,1); (Ⅱ)由(I)知P(x,x2),﹣<x<, 所以
=(﹣﹣x,﹣x2),
+,
设直线AP的斜率为k,则AP:y=kx+k+,BQ:y=﹣x+联立直线AP、BQ方程可知Q(
,
),
故=(,
=(﹣1﹣k,﹣k2﹣k),
?
=
),
又因为
故﹣|PA|?|PQ|=+
=(1+k)3(k﹣1),
所以|PA|?|PQ|=(1+k)3(1﹣k), 令f(x)=(1+x)3(1﹣x),﹣1<x<1,
则f′(x)=(1+x)2(2﹣4x)=﹣2(1+x)2(2x﹣1), 由于当﹣1<x<时f′(x)>0,当<x<1时f′(x)<0, 故f(x)max=f()=
,即|PA|?|PQ|的最大值为
.
【点评】本题考查圆锥曲线的最值问题,考查运算求解能力,考查函数思想,注意解题方法的积累,属于中档题.
22.(15分)已知数列{xn}满足:x1=1,xn=xn+1+ln(1+xn+1)(n∈N*),证明:当n∈N*时,
(Ⅰ)0<xn+1<xn; (Ⅱ)2xn+1﹣xn≤(Ⅲ)
≤xn≤
; .
【分析】(Ⅰ)用数学归纳法即可证明,
(Ⅱ)构造函数,利用导数判断函数的单调性,把数列问题转化为函数问题,即可证明,
(Ⅲ)由
≥2xn+1﹣xn得
﹣≥2(﹣)>0,继续放缩即可证明
【解答】解:(Ⅰ)用数学归纳法证明:xn>0, 当n=1时,x1=1>0,成立,
假设当n=k时成立,则xk>0,
那么n=k+1时,若xk+1<0,则0<xk=xk+1+ln(1+xk+1)<0,矛盾, 故xn+1>0,
因此xn>0,(n∈N*)
∴xn=xn+1+ln(1+xn+1)>xn+1,
因此0<xn+1<xn(n∈N*),
(Ⅱ)由xn=xn+1+ln(1+xn+1)得xnxn+1﹣4xn+1+2xn=xn+12﹣2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1),
记函数f(x)=x2﹣2x+(x+2)ln(1+x),x≥0 ∴f′(x)=
+ln(1+x)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增, ∴f(x)≥f(0)=0,
因此xn+12﹣2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1)≥0, 故2xn+1﹣xn≤
;
(Ⅲ)∵xn=xn+1+ln(1+xn+1)≤xn+1+xn+1=2xn+1, ∴xn≥由
,
≥2xn+1﹣xn得
﹣≥2(
﹣)>0,
∴﹣≥2(
,
﹣)≥…≥2n﹣1(﹣)=2n﹣2,
∴xn≤
综上所述
≤xn≤
.
【点评】本题考查了数列的概念,递推关系,数列的函数的特征,导数和函数的单调性的关系,不等式的证明,考查了推理论证能力,分析解决问题的能力,运算能力,放缩能力,运算能力,属于难题