已知函数f(x)=ax 2 +bx+c和函数g(x)=ln(1+x 2 )+ax(a<0).

已知函数f(x)=ax 2 +bx+c和函数g(x)=ln(1+x 2 )+ax(a<0).
(Ⅰ)求函数g(x)的单调区间;
(Ⅱ)已知关于x的方程f(x)=x没有实数根,求证方程f(f(x))=x也没有实数根;
(Ⅲ)证明:
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红楼梦213 幼苗

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(Ⅰ)
①当 ,即a≤﹣1时,g′(x)≤0对x∈R恒成立,∴g(x)在(﹣∞,+∞)上单调递减;
②当﹣1<a<0时,令g′(x)>0,则ax 2 +2x+a>0

令g′(x)<0,则ax 2 +2x+a<0

上单调递增,在 上单调递减;
综上所述,当a≤﹣1时,g(x)在(﹣∞,+∞)上单调递减,
当﹣1<a<0时,g(x)在 上单调递增,
上单调递减.
(Ⅱ)证明:∵关于x的方程f(x)=x没有实数根
∴ax 2 +bx+c=x没有实数根
∴ax 2 +(b﹣1)x+c=0没有实数根
∴△=(b﹣1) 2 ﹣4ac<0
∵f(f(x))=x
∴a(ax 2 +bx+c) 2 +b(ax 2 +bx+c)+c=x
∴[ax 2 +(b﹣1)x+c][a 2 x 2 +a(b+1)x+b+ac+1]=0
∵ax 2 +(b﹣1)x+c≠0
∴a 2 x 2 +a(b+1)x+b+ac+1=0
∵△=a 2 (b+1) 2 ﹣4a 2 (b+ac+1)=a 2 [(b+1) 2 ﹣4(b+ac+1)]=a 2 [(b﹣1) 2 ﹣4ac﹣4]<0
∴a 2 x 2 +a(b+1)x+b+ac+1=0无实根
∴方程f(f(x))=x也没有实数根;
(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知,当a=﹣1时,g(x)在(﹣∞,+∞)上单调递减,
当x∈(0,+∞)时,由g(x)<g(0)=0
得:ln(1+x 2 )<x,

=lne,
e

1年前

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