问题 解答题

设函数f(x)=x2+bln(2x+1),其中b≠0.

(1)若己知函数f(x)是增函数,求实数b的取值范围;

(2)若己知b=1,求证:对任意的正整数n,不等式n<f(n)恒成立.

答案

(1)由题意知,f(x)的定义域为(-

1
2
,+∞),f/(x)=
4x2+2x+2b
2x+1

∵函数f(x)是增函数,∴f/(x)=

4x2+2x+2b
2x+1
≥0在(-
1
2
,+∞)上恒成立,

∴4x2+2x+2b≥0在(-

1
2
,+∞)上恒成立,即b≥-2x2-x在(-
1
2
,+∞)上恒成立

又∵-2x2-x≤

1
8
,当且仅当x=-
1
4
时,等号成立,∴b≥
1
8

(Ⅱ)∵b=1,∴f(x)=x2+ln(2x+1)

设函数g(x)=f(x)-x=x2-x+ln(2x+1),则g(x)的定义域也是(-

1
2
,+∞),并且g/(x)=
4x2+1
2x+1
>0
 

∴g(x)在整个定义域(-

1
2
,+∞)上是增函数.

∴对任意的正整数n,有g(n)>g(0)恒成立

即对任意的正整数n,f(n)-n>0,也即不等式n<f(n)恒成立.

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