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.