设函数f(x)=(1+x)2-ln(1+x)2 (1)求函数f(x)的单调区间; (2)当x∈[
(3)关于x的方程f(x)=x2+x+a在[0,2]上恰有两个相异实根,求实数a的取值范围. (e 为自然常数,约等于2.718281828459) |
(1)函数定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞),∵f′(x)=2[(x+1)-
]=1 x+1
,2x(x+2) x+1
由f'(x)>0,得-2<x<-1或x>0,由f'(x)<0,得x<-2或-1<x<0.
则递增区间是(-2,-1),(0,+∞),递减区间是(-∞,-2),(-1,0).------------(4分)
(2)由f′(x)=
=0,得x=0或x=-22x(x+2) x+1
由(1)知,f(x)在[
-1,0]上递减,在[0,e-1]上递增-------------(6分)1 e
又f(
-1)=1 e
+2,f(e-1)=e2-2,且e2-2>1 e2
+21 e2
∴x∈[
-1,e-1]时,[f(x)]max=e2-2,1 e
故m>e2-2时,不等式f(x)<m恒成立-------------------------(9分)
(3)方程f(x)=x2+x+a,即x-a+1-ln(1+x)2=0
记g(x)=x-a+1-ln(1+x)2,则g′(x)=1-
=2 1+x x-1 x+1
由g'(x)>0,得x<-1或x>1,由g'(x)<0,得-1<x<1.
∴g(x)在[0,1]上递减,在[1,2]上递增 (11分)
为使f(x)=x2+x+a在[0,2]上恰好有两个相异的实根,只须g(x)=0在[0,1)和(1,2]上各有一个实根,
于是有{
解得2-2ln2<a≤3-2ln3--------(15分)g(0)≥0, g(1)<0, g(2)≥0.