(1)讨论函数f(x)在[0,+∞)上的单调性,并说明理由;
(2)已知正项数列{an}满足a1=1,an+1=3an+2n(n∈N*),设数列{1+
}的前n项乘积为Tn,求证:
.在线课程解:(1)∵f′(x)=
-k=
(k>0),若f′(x)=0,则x=
-1,又x≥0,∴当0<k<1时,
-1>0,即f′(x)>0,∴f(x)在[0,
-1)上单调递增,在(
-1,+∞)上单调递减;当k=1,f′(x)=
<0,f(x)在[0,+∞)上单调递减;当k>1,在区间[0,+∞)上f′(x)=
<0恒成立,故f(x)在[0,+∞)上单调递减;(2)∵an+1=3an+2n(n∈N*),
∴an+1+2n+1=3(an+2n),
∴
=3,又a1+2=3,∴{an+2n}是以3为首项,3为公比的等比数列,
∴an+2n=3n,
∴an=3n-2n.
∴1+
=1+
,要证Tn=(1+
)(1+
)…(1+
)<
,只要证ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)<
.即证ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)-
<0.①由(1)知,当k=1时,f(
)=ln(1+
)-
,∴f(
)+f(
)+…+f(
)=ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)-(
+
+…+
),∵{an}为正项数列,由(1)可知k=1时,f(x)在[0,+∞)上单调递减,
>0,∴f(
)<f(0)=0,∴ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)-(
+
+…+
)<0,即ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)<(
+
+…+
),②由①②知,只需证
+
+…+
<
即可.∵
=1,
=
<
(n≥2),∴
+
+…+
<1+
+…+
=1+
=1+
-
<
成立.∴ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)<
.分析:(1)求得f′(x)=
,根据其定义域,对k分类讨论即可得f(x)在[0,+∞)上的单调性;(2)利用{an+2n}是以3为首项,3为公比的等比数列可求得an,从而可得1+
,利用分析法,放缩法即可证得结论.点评:本题考查利用导数研究函数单调性,数列递推关系、放缩法、分析法等知识;同时考查学生的化归与转化能力能力、探索数学交汇问题的解决策略;考查数学建模思想,函数、方程思想的综合应用.