问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+ax2+bx
(1)若曲线y=f(x),在点(1,f(1))处的切线与圆x2+y2=1相切,求b取值范围;
(2)若2a+b+1=0,讨论函数的单调性;
(3)证明:2+
3
22
+
4
32
+…
n+1
n2
>1n(n+1)(n∈N*
答案

(1)∵f(x)=

1
x
+2ax+b(x>0),∴f′(1)=1+2a+b,

其切线方程为y-(a+b)=(1+2a+b)(x-1),即(1+2a+b)x-y-1-a=0.

由切线与圆x2+y2=1相切可得

|1+a|
(1+2a+b)2+1
=1

化为3a2+(2+4b)a+b2+2b+1=0,此方程有解,∴△=(2+4b)2-12(b2+2b+1)≥0,解得b≥1+

3
b≤1-
3

(2)∵2a+b+1=0,∴2a=-1-b,∴f(x)=

1
x
-(1+b)x+b=
-[(1+b)x+1](x-1)
x
(x>0).

①b=-1时,f(x)=

-(x-1)
x
,由f′(x)>0解得0<x<1,函数f(x)单调递增;由f′(x)<0,解得x>1,函数f(x)单调递减.

②当-2<b<-1时,

-1
1+b
>1,由f′(x)>0解得1<x<
-1
1+b
,函数f(x)单调递增;

由f′(x)<0,解得x>

-1
1+b
或0<x<1,函数f(x)单调递减.

③当b<-2时,0<

-1
1+b
<1,由f′(x)>0解得
-1
1+b
<x<1,函数f(x)单调递增;

由f′(x)<0,解得x>1或0<x<-

1
1+b
,函数f(x)单调递减.

④当b>-1时,

-1
1+b
<0,由f′(x)>0解得0<x<1,函数f(x)单调递增;

由f′(x)<0,解得x>1,函数f(x)单调递减.

(3)由(2)可知:当b=1时,当x>1时,函数f(x)单调递减.

∴f(x)<f(1),即lnx-x2+x<0,令x=1+

1
n
,可得ln(n+1)-lnn<
n+1
n2

∴ln(n+1)=[ln(n+1)-lnn]+[lnn-ln(n-1)]+…+[ln2-ln1]+ln1

n+1
n2
+
n
(n-1)2
+…+
2
1
+0

2+

3
22
+
4
32
+…+
n+1
n2
>ln(n+1)

选择题
单项选择题 A3/A4型题