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.
答
(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=
f(an)=-1 2
an3+1 2
an,且a1=b∈(0,1),3 2
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=-
ak3+1 2
ak,由①知g(x)=(-x3+3x)在(0,1)上单调递增,3 2
∴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=-
an3+1 2
an-an=3 2
an(1-an2)>01 2
∴an+1>an.