设函数f(x)=x2+aln(x+1)有两个极值点x1,x2,且x1<x2.

设函数f(x)=x2+aln(x+1)有两个极值点x1,x2,且x1<x2
(1)求实数a的取值范围;
(2)当a=[3/8]时,判断方程f(x)=-[1/4]的实数根的个数,并说明理由.
闲看蝶舞 1年前 已收到1个回答 举报

juzi666 幼苗

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解题思路:(1)题目中条件:“在R上有两个极值点”,即导函数有两个零点.从而转化为二次函数f′(x)=0的实根的分布问题,利用二次函数的图象令判别式大于0在-1处的函数值大于0即可.
(2)由a=[3/8]可知x1=-[3/4],x2=-[1/4],从而知函数f(x)在(-1,-[3/4])上单调递增,在(-[3/4],-[1/4])上单调递减,在(-[1/4],+∞)上单调递增.下面分别讨论函数f(x)在(-1,-[3/4]]和在(-[3/4],-[1/4])上实根的情况,即可证得方程f(x)=-[1/4]有且只有一个实数根.

(1)由题意,1+x>0
由f(x)=x2+aln(x+1)可得f′(x)=2x+[a/x+1]=
2x2+2x+a
x+1.
∵f(x)=ax3+x恰有有两个极值点,
∴方程f′(x)=0必有两个不等根,
即2x2+2x+a=0的两个均大于-1的不相等的实数根,其充要条件为

△=4-8a>0
2-2+a>0,
解得0<a<[1/2];

(2)由a=[3/8]可知x1=-[3/4],x2=-[1/4],从而知函数f(x)在(-1,-[3/4])上单调递增,在(-[3/4],-[1/4])上单调递减,在(-[1/4],+∞)上单调递增.
①由f(x)在(-1,-[3/4]]上连续、单调递增,且
f(-[3/4])=(-[3/4])2+[3/8]ln(-[3/4]+1)=[9/16]-[3/4]ln2>-[1/4],
以及f(-1+[1
e4)=(-1+
1
e4)2+
3/8]ln([1
e4)=-
1/2]-[2
e4+
1
e8<-
1/4],故方程f(x)=-[1/4]
在(-1,-[3/4]]有且只有一个实根;
②由于f(x)在(-[3/4],-[1/4])上单调递减,在(-[1/4],+∞)上单调递增,因此f(x)在(-[3/4],+∞)上的最小值,
f(-[1/4])=(-[1/4])2+[3/8]ln(-[1/4]+1)=-[1/16]+[3/8]ln[3/4]>-[1/4],故方程f(x)=-[1/4]在(-[3/4],+∞)没有实数根.
综上可知,方程f(x)=-[1/4]有且只有一个实数根.

点评:
本题考点: 函数在某点取得极值的条件;根的存在性及根的个数判断.

考点点评: 本题主要考查函数的导数、极值等基础、根的存在性及根的个数判断等基本知识,考查计算能力,属于中档题.

1年前

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