设函数f(x)=x2+aln(1+x)有两个极值点s,t,且s<t.

设函数f(x)=x2+aln(1+x)有两个极值点s,t,且s<t.
(1)求a的取值范围,并讨论f(x)的单调性;
(2)证明:f(t)>
1−2ln2
4
天姿_nn色 1年前 已收到1个回答 举报

rjzf119 幼苗

共回答了18个问题采纳率:94.4% 举报

解题思路:(1)由f(x)=x2+aln(1+x),知f(x)=2x+
a
1+x
2x2+2x+a
1+x
,x>-1.令g(x)=2x2+2x+a,其对称轴为x=-[1/2],由题意知s,t是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实根,由此能够讨论f(x)的单调性.
(2)由题设和(1)知:g(0)=a>0,故
1
2
<t<0
,由g(t)=0,知a=-2t2-2t=-2t(1+t),故f(t)=t2-2t(1+t)ln(n+t),设h(x)=x2−2x(1+x)ln(1+x),(x≥−
1
2
)
,由此能够证明f(t)>
1−2ln2
4

(1)∵f(x)=x2+aln(1+x),
∴f′(x)=2x+
a
1+x=
2x2+2x+a
1+x,x>-1.
令g(x)=2x2+2x+a,
其对称轴为x=-[1/2],
由题意知s,t是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实根,


△=4−8a>0
g(−1)>0,解得0<a<[1/2].
当x∈(-1,s)时,f′(x)>0,此时f(x)在(-1,s)上为增函数,
当x∈(s,t)时,f′(x)<0,此时f(x)在(S,T)上为减函数.
当x∈(t,+∞)时,f′(x)>0,此时f(x)在(t,+∞)上为增函数.
(2)证明:由题设和(1)知:g(0)=a>0,
∴−
1
2<t<0,
∵g(t)=0,
∴a=-2t2-2t=-2t(1+t),
∴f(t)=t2+aln(1+t)
=t2-2t(1+t)ln(n+t),
设h(x)=x2−2x(1+x)ln(1+x),(x≥−
1
2)
则h′(x)=-2(2x+1)ln(1+x),

当x∈[−
1
2,0)时,h′(x)≥0,
∴h(x)在x∈[−
1
2,0)上单调递增.
当-[1/2<x<0时,
h(x)>h(-
1
2])=[1−2ln2/4],
∴f(t)=h(t)>
1−2ln2
4.

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;函数在某点取得极值的条件.

考点点评: 本题考查函数的单调性的讨论,考查不等式的证明.考查函数知识、不等式知识,考查化归与转化、分类与整合的数学思想,培养学生的抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力和创新意识.

1年前

4
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.056 s. - webmaster@yulucn.com