已知函数f(x)=-x3+ax在(0,1)上是增函数.(1)求实数a的取值范围A;(2)当a为A中最小值时,定义数列{an}满足:a1=b∈(0,1),且2an+1=f(an),试比较an与an+1的大小.

问题描述:

已知函数f(x)=-x3+ax在(0,1)上是增函数.
(1)求实数a的取值范围A;
(2)当a为A中最小值时,定义数列{an}满足:a1=b∈(0,1),且2an+1=f(an),试比较an与an+1的大小.

(1)∵f(x)=-x3+ax,
∴f′(x)=-3x2+a,
∵f(x)=-x3+ax在(0,1)上是增函数,
∴f′(1)=-3+a≥0,
∴a≥3,即A=[3,+∞).
(2)当a=3时,由题意:an+1=

1
2
f(an)=-
1
2
an3+
3
2
an,且a1=b∈(0,1),
以下用数学归纳法证明:an∈(0,1),对n∈N*恒成立.
①当n=1时,a1=b∈(0,1)成立;
②假设n=k时,ak∈(0,1)成立,那么当n=k+1时,
ak+1=-
1
2
ak3+
3
2
ak,由①知g(x)=(-x3+3x)在(0,1)上单调递增,
∴g(0)<g(ak)<g(1)
即0<ak+1<1,
 由①②知对一切n∈N*都有an∈(0,1)
 而an+1-an=-
1
2
an3+
3
2
an-an=
1
2
an(1-an2)>0
∴an+1>an
答案解析:(1)当x∈(0,1)时,函数f(x)=-x3+ax在(0,1)上是增函数可得f′(1)=-3+a≥0,可求得实数a的取值范围A;
(2)当a=3时,可求得an+1=
1
2
f(an)=-
1
2
an3+
3
2
an,且a1=b∈(0,1),用数学归纳法证明an∈(0,1),对n∈N*恒成立,再作差比较an与an+1的大小.
考试点:利用导数研究函数的单调性;数列与函数的综合.

知识点:本题考查利用导数研究函数的单调性,着重考查数学归纳法的应用,用数学归纳法证明:an∈(0,1),对n∈N*恒成立是关键,也是难点所在,考查数列与函数的综合,属于难题.