问题 解答题

定义F(x,y)=(1+x)y,x,y∈(0,+∞),

(I)令函数f(x)=F(3,log2(2x-x2+4)),写出函数f(x)的定义域;

(II)令函数g(x)=F(1,log2(x3+ax2+bx+1))的图象为曲线C,若存在实数b使得曲线C在x0(-4<x0<-1)处有斜率为-8的切线,求实数a的取值范围

(III)当x,y∈N*且x<y时,求证F(x,y)>F(y,x).

答案

(I)log2(2x-x2+4)>0,即2x-x2+4>1得函数f(x)的定义域是(-1,3),

(II)g(x)=F(1,log2(x2+ax2+bx+1))=x3+ax2+bx+1,

设曲线C2在x0(-4<x<-1)处有斜率为-8的切线,

又由题设log2(x3+ax2+bx+1)>0,g'(x)=3x2+2ax+b,

∴存在实数b使得

3x02+2ax0+b=-8①
-4<x0<-1②
x03+ax02+bx0+1>1③
有解,

由①得b=-8-3

x20
-2ax0,代入③得-2
x20
-ax0-8<0

2
x20
+ax0+8>0
-4<x0<-1
有解,

a<2(-x0)+

8
(-x0)
,因为-4<x0<-1,所以2(-x0)+
8
(-x0)
∈[8,10)

当a<10时,存在实数b,使得曲线C在x0(-4<x0<-1)处有斜率为-8的切线.

(III)令h(x)=

ln(1+x)
x
,x≥1,由h′(x)=
x
1+x
-ln(1+x)
x2

又令p(x)=

x
1+x
-ln(1+x),x>0,∴p′(x)=
1
(1+x)2
-
1
1+x
=
-x
(1+x)2
<0

∴p(x)在[0,+∞)单调递减.∴当x>0时有p(x)<p(0)=0,∴当x≥1时有h'(x)<0,∴h(x)在[1,+∞)单调递减,

1≤x<y时,有

ln(1+x)
x
ln(1+y)
y
,∴yln(1+x)>xln(1+y),

∴(1+x)y>(1+y)x

∴当x,y∈N*且x<y时,F(x,y)>F(y,x).

单项选择题
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