23年上海卷 第21题(压轴题)

已知曲线 f(x)=lnxf(x)=\ln x,取点(a1,f(a1))(a_1,f(a_1))过其作曲线 y=f(x)y=f(x) 的切线,交 yy 轴于点(0,a2)(0,a_2),取点(a2,f(a2))(a_2,f(a_2))过其作 y=f(x)y=f(x) 的切线,交 yy 轴于点(0,a3)(0,a_3),若 a3<0a_3<0 则停止,以此类推,得到数列{an}\{a_n\}

(2)若正整数 m2m\ge 2,试比较 ama_mam12a_{m-1}-2 的大小;

第一问已证明: am=lnam11a_m=\ln a_{m-1}-1

第二问

思路分析

比较 ama_mam12a_{m-1}-2 的大小,相减以后和 00 比较

h(am1)=lnam11(am12)=lnam1am1+1h(a_{m-1})=lna_{m-1}-1-(a_{m-1}-2)=lna_{m-1}-a_{m-1}+1

观察出 h(1)=0h(1)=0

求导数考察单调性 h(am1)h'(a_{m-1})

第一问已证明: am=lnam11a_m=\ln a_{m-1}-1

h(am1)=am(am12)h(a_{m-1})=a_m-(a_{m-1}-2),

h(am1)=lnam1am1+1h(a_{m-1})=lna_{m-1}-a_{m-1}+1

h(1)=ln11+1=0h(1)=ln1-1+1 = 0

h(am1)=1am11h'(a_{m-1}) = \frac{1}{a_{m-1}} - 1

0<am1<10\lt a_{m-1} \lt 1 时,h(am1)>0h'(a_{m-1}) > 0,函数严格增

am1>1a_{m-1} \gt 1 时,h(am1)<0h'(a_{m-1}) < 0,函数严格减

h(1)为最大值\therefore h(1)为最大值

amam12\therefore a_m \leq a_{m-1}-2

已知曲线 f(x)=lnxf(x)=\ln x,取点(a1,f(a1))(a_1,f(a_1))过其作曲线 y=f(x)y=f(x) 的切线,交 yy 轴于点(0,a2)(0,a_2),取点(a2,f(a2))(a_2,f(a_2))过其作 y=f(x)y=f(x) 的切线,交 yy 轴于点(0,a3)(0,a_3),若 a3<0a_3<0 则停止,以此类推,得到数列{an}\{a_n\}

(2)若正整数 m2m\ge 2,试比较 ama_mam12a_{m-1}-2 的大小;

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