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已知函数f(x)满足如下条件:当x∈(-1,1]时,f(x)=ln(x+1),x...

已知函数f(x)满足如下条件:当x∈(-1,1]时,f(x)=ln(x+1),x∈R,且对任意x∈R,都有f(x+2)=2f(x)+1.
(1)求函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)求当x∈(2k-1,2k+1],k∈N*时,函数f(x)的解析式;
(3)是否存在xk∈(2k-1,2k+1],k=0,1,2,…,2011,使得等式manfen5.com 满分网成立?若存在就求出xk(k=0,1,2,…,2011),若不存在,说明理由.
(1)当x∈(-1,1]时,f(x)=ln(x+1),求出f′(0)得到切线的斜率,然后根据点斜式可求出切线方程; (2)根据f(x+2)=2f(x)+1,所以当x∈(2k-1,2k+1],k∈N*时,即x-2k∈(-1,1],从而f(x)=2f(x-2)+1=22f(x-4)+2+1=23f(x-6)+22+2+1=…=2kf(x-2k)+2k-1+2k-2+…+2+1,代入解析式即可求出所求; (3)考虑函数g(x)=2kx-f(x),x∈(2k-1,2k+1],k∈N,求导函数,根据导数符号研究函数的单调性,可以得到当x∈(2k-1,2k+1],k∈N时,g(x)≥g(2k)=(2k-1)2k+1,所以,,而,然后利用错位相消法求出等式右边的和,从而证得存在唯一一组实数xk=2k,k=0,1,2,…,2011,使得等式成立. 解 (1)x∈(-1,1]时,f(x)=ln(x+1),,(2分) 所以,函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程为y-f(0)=f′(0)(x-0),即y=x.(3分) (2)因为f(x+2)=2f(x)+1, 所以,当x∈(2k-1,2k+1],k∈N*时,x-2k∈(-1,1],(4分) f(x)=2f(x-2)+1=22f(x-4)+2+1=23f(x-6)+22+2+1 =…=2kf(x-2k)+2k-1+2k-2+…+2+1=2kln(x-2k+1)+2k-1(16分) (3)考虑函数g(x)=2kx-f(x),x∈(2k-1,2k+1],k∈N, 则, 当2k-1<x<2k时,g′(x)<0,g(x)单调递减; 当x=2k时,g′(x)=0; 当2k<x<2k+1时,g'(x)>0,g(x)单调递增; 所以,当x∈(2k-1,2k+1],k∈N时,g(x)≥g(2k)=(2k-1)2k+1, 当且仅当x=2k时,g(x)=g(2k)=(2k-1)2k+1. (10分) 所以, 而, 令Sn=1•21+3•22+…+(2n-1)2n,则2Sn=1•22+3•23+…+(2n-1)2n+1, 两式相减得,-Sn=1•21+2•22+2•23+…+2•2n-(2n-1)2n+1=. 所以,Sn=(2n-3)2n+1+6, 故.(12分) 所以,. 当且仅当xk=2k,k=0,1,2,…,2011时,. 所以,存在唯一一组实数xk=2k,k=0,1,2,…,2011, 使得等式成立.  (14分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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