• 设函数f(x)=xn(n≥2,n∈N*)(1)若Fn(x)=f(x-a)+f(b-x)(0<a<x<b),求Fn(x)的取值范围;(2)若Fn(x)=f(x-b)-f(x-a),对任意n≥a (2≥a>b>0),证明:F(n)≥n(a-b)(n-b)n-2.试题及答案-单选题-云返教育

    • 试题详情

      设函数f(x)=xn(n≥2,n∈N*
      (1)若F
      n(x)=f(x-a)+f(b-x)(0<a<x<b),求Fn(x)的取值范围;
      (2)若F
      n(x)=f(x-b)-f(x-a),对任意n≥a (2≥a>b>0),证明:F(n)≥n(a-b)(n-b)n-2

      试题解答


      见解析
      解:(1)∵Fn(x)=f (x-a)+f(b-x)=(x-a)n+(b-x)n
      F
      n(x)=n(x-a)n-1+n(b-x)n-1?(-1)=n[(x-a)n-1-(b-x)n-1]
      令F
      n(x)=0得(x-a)n-1=(b-x)n-1
      ∵0<a<x<b∴f (x)=x
      n(n≥2,n∈N+)为单调增函数
      ∴x=
      a+b
      2

      x (a,
      a+b
      2
      a+b
      2
      a+b
      2
      ,b)
      Fn(x) - 0 +
      Fn(x) 单调减 极小值 单调增
      ∴Fn(x)min=Fn
      a+b
      2
      )=(
      b-a
      2
      n+(
      b-a
      2
      n=
      (b-a)n
      2n-1

      又F
      n(x)在x=a,x=b处连续且Fn(a)=Fn(b)=(b-a)n
      (b-a)n
      2n-1
      ≤Fn(x)<(b-a)n
      即F
      n(x)的取值范围为[
      (b-a)n
      2n-1
      ,(b-a)n)…(7分)
      (2)???明:∵F
      n(x)=f(x-b)-f(x-a)=(x-b)n-(x-a)n
      ∴F
      n(x)=n[(x-b)n-1-(x-a)n-1]
      则F
      n(n)=n[(n-b)n-1-(n-a)n-1]
      ∵当x≥a>0时F(x)>0
      ∴当x≥a>0时F
      n(x)是关于x的增函数
      ∴当n≥a时,(n+1-b)
      n-(n+1-a)n>(n-b)n-(n-a)n>0
      ∴F
      n(n+1)=(n+1)[(n+1-b)n-(n+1-a)n]>(n+1)[(n-b)n-(n-a)n]
      >(n+1)[(n-b) (n-b)
      n-1-(n-b) (n-a)n-1]
      =(n+1)(n-b)[(n-b)
      n-1-(n-a)n-1]
      =
      n+1
      n
      (n-b)?F(n)
      而F
      n(n)>0
      于是
      Fn+1(n+1)
      Fn(n)
      n+1
      n
      ?(n-b)
      而F(2)=2[(2-b)
      2-1-(2-a)2-1]=2(a-b)
      当n≥3时
      F(n)=
      Fn(n)
      Fn+1(n+1)
      ?
      Fn-1(n-1)
      Fn-2(n-2)
      F3(3)
      F2(2)
      ?F(2)
      n
      n-1
      ?
      n-1
      n-2
      3
      2
      ?2(a-b)?(n-b)n-2
      =n(a-b)(n-b)
      n-2
      即F(n)≥n(a-b)(n-b)
      n-2…(14分)

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