设函数fn(x)=1?x+x22?x33+…+(?1)nxnn,n∈N*.(Ⅰ)试确定f3(x)和f4(x)的单调区间及相应区间上的

2025-06-25 21:50:20
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回答1:

(Ⅰ)f3(x)=1?x+

x2
2
?
x3
3

f3(x)=-1+x-x2=-(x2-x+1)<0,
y=f3(x)为R上的减函数(1分)
f3(x)=1?x+
x2
2
?
x3
3
+
x4
4

f4(x)=-1+x-x2+x3=(x-1)(x2+1)
x (-∞,1) (1,+∞)
f4(x) - +
f4(x)
y=f4(x)在(-∞,1)上减,在(1,+∞)上增.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,f4(x)minf4(1)=1?1+
1
2
?
1
3
+
1
4
5
12
>0

所以f4(x)=0无解(6分)
猜想n为偶数时,fn(x)=0无解(8分)
证明:当n为偶数时,设n=2k(k∈N*)则fn(x)=-1+x-x2+x3-x4++(-1)nxn-1=(x-1)(1+x2+x4++x2k-2
在(-∞,1)上减,在(1,+∞)上增,
fn(x)minfn(1)=1?1+
1
2
?
1
3
++(?1)2k(
1
2k
)
=(
1
2
?
1
3
)+(
1
4
?
1
5
)++(
1
2k?2
?
1
2k?1
)+
1
2k
1
2k
>0

所以n为偶数时fn(x)=0无解.
猜想n为奇数时,fn(x)=0有唯一解
证明:设n=2k+1(k∈N*
fn(x)=?1+x?x2+x3?x4++(?1)nxn?1
?1×[1?(?x)n]
1?(?x)
=?
1+x2k+1
1+x
<0

所以y=fn(x)为减函数,
而f(1)>0,f(n)=(1?n)+n2(
1
2
?
n
3
)++nn?1(
1
n?1
?
n
n
)<0

所以方程有唯一解.