(2007•山东)设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.

(2007•山东)设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.
(Ⅰ)当b>
1
2
时,判断函数f(x)在定义域上的单调性;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值点;
(Ⅲ)证明对任意的正整数n,不等式ln(
1
n
+1)>
1
n2
1
n3
都成立.
森阿信 1年前 已收到1个回答 举报

wh760430 花朵

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解题思路:(Ⅰ)先求函数的定义域,然后求出函数f(x)的导函数,利用二次函数的性质判定导函数的符号,从而确定函数f(x)在定义域上的单调性;
(Ⅱ)需要分类讨论,由(Ⅰ)可知分类标准为b≥[1/2],0<b<[1/2],b≤0或f'(x)<0.参数取某些特定值时,可只管作出判断,单列为一类;不能作出直观判断的,再分为一类,用通法解决,另外要注意由f'(x)=0求得的根不一定就是极值点,需要判断在该点两侧的异号性后才能称为“极值点”.
(Ⅲ)先构造函数h(x)=x3-x2+ln(x+1),然后研究h(x)在[0,+∞)上的单调性,求出函数h(x)的最小值,从而得到ln(x+1)>x2-x3,最后令x=
1
n
,即可证得结论.

(Ⅰ)函数f(x)=x2+bln(x+1)的定义域在(-1,+∞)
f′(x)=2x+
b
x+1=
2x2+2x+b
x+1
令g(x)=2x2+2x+b,则g(x)在(−
1
2,+∞)上递增,在(−1,−
1
2)上递减,g(x)min=g(−
1
2)=−
1
2+b,当b>
1
2时g(x)min=−
1
2+b>0
g(x)=2x2+2x+b>0在(-1,+∞)上恒成立,
所以f'(x)>0即当b>
1
2时,函数f(x)在定义域(-1,+∞)上单调递增.
(Ⅱ)(1)由(Ⅰ)知当b>
1
2时函数f(x)无极值点
(2)当b=
1
2时,f′(x)=
2(x+
1
2)2
x+1,
∴x∈(−1,−
1
2)时,f′(x)>0x∈(−
1
2,+∞)时,f′(x)>0,
∴b=
1
2时,函数f(x)在(-1,+∞)上无极值点
(3)当b<
1
2时,解f'(x)=0得两个不同解x1=
−1−
1−2b
2,x2=
−1+
1−2b
2
当b<0时,x1=
−1−

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;不等式的证明.

考点点评: 本题主要考查了函数的单调性,以及导数的应用和不等式的证明方法,属于中档题.

1年前

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