设函数f(x)=(1+x)2-2ln(1+x). (1)求f(x)的单调区间; (2)若当x∈[
求实数m的取值范围; (3)试讨论关于x的方程:f(x)=x2+x+a在区间[0,2]上的根的个数. |
(1)函数的定义域为(-1,+∞),f′(x)=2[(x+1)-
]=1 x+1
.2x(x+2) x+1
由f'(x)>0得x>0;
由f'(x)<0得-1<x<0,
增区间为(0,+∞),减区间为(-1,0).
(2)令f′(x)=
=0,得x=0,2x(x+2) x+1
由(1)知f(x)在[
-1,0]上递减,在[0,e-1]上递增,1 e
由f(
-1)=1 e
+2,f(e-1)=e2-2,且e2-2>1 e2
+2,1 e2
∴x∈[
-1,e-1]时,f(x)的最大值为e2-2,m>e2-2时,不等式f(x)<m恒成立.1 e
(3)方程f(x)=x2+x+a,即x+1-2ln(1+x)=a.记g(x)=x+1-2ln(1+x),
则g′(x)=1-
=2 1+x
.x-1 x+1
由g'(x)>0得x>1;由g'(x)<0得-1<x<1.
所以g(x)在[0,1]上递减;在[1,2]上递增.
g(x)min=g(1)=2-2ln2,又,g(0)=1,g(2)=3-2ln3,
由于2-2ln2<3-2ln3<1,
因此,当2-2ln2<a≤3-2ln3时,f(x)=x2+x+a在区间[0,2]上有两个根,
当a=2-2ln2或3-2ln3<a≤1时,f(x)=x2+x+a在区间[0,2]上有1个根,
当a<2-2ln2或a>1时,f(x)=x2+x+a在区间[0,2]上没有根.