每日一题[2309]谷底三角形

设 $n\in\mathbb{N}^{\ast}$,函数 $f_1\left(x\right)=x{\rm e}^x$,$f_2\left(x\right)=f_1^\prime\left(x\right)$,$f_3\left(x\right)=f_2^\prime\left(x\right)$,$\dots$,$f_{n+1}\left(x\right)=f_n^\prime\left(x\right)$,曲线 $y=f_n\left(x\right)$ 的最低点为 $P_n$,$\triangle P_nP_{n+1}P_{n+2}$ 的面积为 $S_n$,则(       )

A.$\left\{S_n\right\}$ 是常数列

B.$\left\{S_n\right\}$ 不是单调数列

C.$\left\{S_n\right\}$ 是递增数列

D.$\left\{S_n\right\}$ 是递减数列

答案:    D.

解析    根据题意,有\[f_n(x)=(x+n-1){\rm e}^x,\]且\[f_n'(x)=(x+n){\rm e}^x,\]因此 $P_n\left(-n,-\dfrac{1}{{\rm e}^n}\right)$,进而有\[P_{n+1}=\left(-n-1,-\dfrac{1}{{\rm e}^{n+1}}\right),P_{n+2}\left(-n-2,-\dfrac{1}{{\rm e}^{n+2}}\right),\]因此\[\overrightarrow{P_nP_{n+1}}=\left(-1,\dfrac{{\rm e}-1}{{\rm e}^{n+1}}\right),\quad \overrightarrow{P_nP_{n+2}}\left(-2,\dfrac{{\rm e}^2-1}{{\rm e}^{n+2}}\right)\]从而\[S_n=\dfrac 12\left|-\dfrac{{\rm e}^2-1}{{\rm e}^{n+2}}+\dfrac{2({\rm e}-1)}{{\rm e}^{n+1}}\right|=\dfrac{{\rm e}^2-2{\rm e}+1}{2{\rm e}^{n+2}},\]因此 $S_n$ 是单调递减数列.

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