设函数f(x)=x2+aln(x+1)

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)当a=-4时,

    f′(x)=2x−

    4

    x+1

    2(x+2)(x−1)

    x+1

    ,(x>−1)

    ,由此能求出函数f(x)的单调区间.

    (Ⅱ)

    f′(x)=2x+

    a

    x+1

    2

    x

    2

    +2x+a

    x+1

    ,(x>−1)

    ,由函数f(x)在[2,+∞)上单调递增,知2x2+2x+a>0在[2,+∞)上恒成立,由此能求出实数a的取值范围.

    (Ⅲ)对于方程2x2+2x+a=0,△=4-8a,当△≤0时,f'(x)>0,f(x)在区间[0,1]上单调递增不合题意.当△>0时,设x1,x2(x1<x2)是方程2x2+2x+a=0的两个根,由此能求出实数a的取值范围.

    (本小题满分14分)

    (Ⅰ)a=-4,f(x)=x2-4ln(x+1)(x>-1),

    f′(x)=2x−

    4

    x+1=

    2(x+2)(x−1)

    x+1,(x>−1),(2分)

    ∴当-1<x<1时f'(x)<0,

    当x>1时f'(x)>0

    ∴函数f(x)在(-1,1)上单调递减,

    在(1,+∞)上单调递增,(5分)

    (Ⅱ)f′(x)=2x+

    a

    x+1=

    2x2+2x+a

    x+1,(x>−1)

    ∵函数f(x)在[2,+∞)上单调递增,

    ∴2x2+2x+a>0在[2,+∞)上恒成立,(8分)

    令t=2x2+2x=2(x+

    1

    2)2−

    1

    2,(x≥2),则t≥12

    ∴a≥-12.(10分)

    (Ⅲ)对于方程2x2+2x+a=0,△=4-8a

    当△≤0时,f'(x)>0,f(x)在区间[0,1]上单调递增不合题意

    当△>0时,设x1,x2(x1<x2)是方程2x2+2x+a=0的两个根,(12分)

    根据题意有x1<0<x2且f(0)>f(1)

    a<0

    aln1>1+aln2

    4−8a>0,解得a<-log2e

    ∴实数a的取值范围为(-∞,-log2e).(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查利用导数求闭区间上函数最值的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.