(2014•揭阳三模)已知函数f(x)=ln(x+a)-x2-x在x=0处取得极值.

(2014•揭阳三模)已知函数f(x)=ln(x+a)-x2-x在x=0处取得极值.
(1)求实数a的值;
(2)若关于x的方程f(x)=−
5
2
x+b
在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根,求实数b的取值范围;
(3)证明:对任意的正整数n,不等式ln
n+1
n
n+1
n2
都成立.
billie0512 1年前 已收到1个回答 举报

洙泗布衣 春芽

共回答了16个问题采纳率:100% 举报

解题思路:(1)求出f′(x),因为函数在x=0处取极值,所以f'(0)=0求出a即可;
(2)把a=1代入求得f(x)的解析式,把f(x)代入方程中得ln(x+1)−x2+
3
2
x−b=0
.然后令φ(x)=ln(x+1)−x2+
3
2
x−b
,求出导函数,讨论导函数的增减性,得到b的取值范围;
(3)求出f′(x)=0时x的值,讨论函数的增减性得到函数的最大值为f(0),故ln(x+1)-x2-x≤0,然后取x=[1/n]>0,代入得到结论成立.

解(1)f′(x)=
1
x+a−2x−1,∵x=0时,f(x)取得极值,
∴f'(0)=0,
故[1/0+a−2×0−1=0,解得a=1.经检验a=1符合题意.
(2)由a=1知f(x)=ln(x+1)−x2−x,由f(x)=−
5
2x+b,得ln(x+1)−x2+
3
2x−b=0.
令φ(x)=ln(x+1)−x2+
3
2x−b,
则f(x)=−
5
2x+b在[0,2]上恰有两个不同的实数根,
等价于φ(x)=0在[0,2]上恰有两个不同实数根.φ′(x)=
1
x+1−2x+
3
2=
−(4x+5)(x−1)
2(x+1)],
当x∈(0,1)时,φ'(x)>0,于是φ(x)在[0,1]上单调递增;
当x∈(1,2)时,φ'(x)<0,于是φ(x)在[1,2]上单调递减;
依题意有

φ(0)=−b≤0,∴ln3−1≤b<ln2+
1
2.
(3)f(x)=ln(x+1)-x2-x的定义域为{x|x>-1}.
由(1)知f′(x)=
−x(2x+3)
x+1.令f′(x)=0时,x=0或x=−
3
2(舍去),
∴当-1<x<0时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x>0时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
∴f(0)为f(x)在(-1,+∞)上的最大值.
∴f(x)≤f(0),
故ln(x+1)-x2-x≤0(当且仅当x=0时,等号成立).
对任意正整数n,取x=
1
n>0得,ln(
1
n+1)<
1
n+
1
n2,故ln
n+1
n<
n+1
n2.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;函数与方程的综合运用;不等式的证明.

考点点评: 考查学生利用导数研究函数极值的能力,注意函数与方程的综合运用,以及会进行不等式的证明.

1年前

9
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.675 s. - webmaster@yulucn.com