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1、试题题目:已知f0(x)=xnfk(x)=f′k-1(x)fk-1(1),其中k≤n(n,k∈N+),设F(x)=..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-01-17 07:30:00

试题原文

已知f0(x)=xnfk(x)=
f′k-1(x)
fk-1(1)
,其中k≤n(n,k∈N+),设F(x)=Cn0f0(x2)+Cn1f1(x2)+-+Cnnfn(x2),x∈[-1,1].
(1)写出fk(1);
(2)证明:对任意的x1,x2∈[-1,1],恒有|F(x1)-F(x2)|≤2n-1(n+2)-n-1.

  试题来源:辽宁   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:导数的运算



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(1)由已知推得fk(x)=(n-k+1)xn-k,从而有fk(1)=n-k+1
(2)证法1:当-1≤x≤1 时,F(x)=x2n+ncn1x2(n-1)+(n-1)cn2x2(n-2)+…+(n-k+1)cnkx2(n-k)+…+2cnn-1x2+1
当x>0时,F′(x)>0
所以F(x)在[0,1]上为增函数
因函数F(x)为偶函数,所以F(x)在[-1,0]上为减函数
所以对任意的x1,x2∈[-1,1],|F(x1)-F(x2)|≤F(1)-F(0)
F(1)-F(0)=Cn0+ncn1+(n-1)cn2+…+(n-k+1)cnk+…+2cnn-1=ncnn-1+(n-1)cnn-2+…+(n-k+1)cnn-k+…+2cn1+cn0
∵(n-k+1)cnn-k=(n-k)cnn-k+cnk=ncn-1k+cnk(k=1,2,3,…,n-1)
F(!)-F(0)=n(cn-11+cn-12+..+cn-1k-1)+(cn1+cn2+…+cnn-1)+cn0
=n(2n-1-1)+2n-1=2n-1(n+2)-n-1
因此结论成立.
证法2:当-1≤x≤1 时,F(x)=x2n+ncn1x2(n-1)+(n-1)cn2x2(n-2)+…+(n-k+1)cnkx2(n-k)+…+2cnn-1x2+1
当x>0时,F′(x)>0
所以 F(x)在[0,1]上为增函数
因函数 F(x)为偶函数
所以 F(x)在[-1,0]上为减函数
所以对任意的x1,x2∈[-1,1],|F(x1)-F(x2)|≤F(!)-F(0)
F(!)-F(0)=cn0+ncn1+(n-1)cn2+…+(n-k+1)cnk+…+2cnn-1
又因F(1)-F(0)=2cn1+3cn2+…+kcnk-1+…+ncnn-1+cn0
所以2[F(1)-F(0)]=(n+2)[cn1+cn2+…+cnk-1+…+cnn-1]+2cn0
F(1)-F(0)=
n+2
2
[cn1+cn2+…+cnk-1+…+cnn-1]+cn0=
n+2
2
(2n-2) +1=2n-1(n+2)-n-1

因此结论成立.
证法3:当-1≤x≤1时,F(x)=x2n+ncn1x2(n-1)+(n-1)cn2x2(n-2)+…+(n-k+1)cnkx2(n-k)+…+2cnn-1x2+1
当x>0时,F′(x)>0
所以F(x)在[0,1]上为增函数
因函数F(x)为偶函数
所以F(x)在[-1,0]上为减函数
所以对任意的x1,x2∈[-1,1],|F(x1)-F(x2)|≤F(!)-F(0)
F(!)-F(0)=cn0+ncn1+(n-1)cn2+…+(n-k+1)cnk+…+2cnn-1
由x[(1+x)n-xn]=x[cn1xn-1+cn2xn-2+…+cnkxn-k+…+cnn-1+1]=cn1xn+cn2xn-1+…+cnkxn-k+1+…+cnn-1x2+x
对上式两边求导得(1+x)n-xn+nx(1+x)n-1-nxn=ncn1xn-1+(n-1)cn2xn-2+…+(n-k+1)cnkxn-k+…+2cnn-1x+1
F(x)=(1+x2n+nx2(1+x2n-1-nx2n
∴F(1)-F(0)=2n+n2n-1-n-1=(n+2)2n-1-n-1.
因此结论成立.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“已知f0(x)=xnfk(x)=f′k-1(x)fk-1(1),其中k≤n(n,k∈N+),设F(x)=..”的主要目的是检查您对于考点“高中导数的运算”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中导数的运算”。


4、其他试题:看看身边同学们查询过的数学试题:

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