问题 解答题
设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.
(1)若b=-12,求f(x)在[1,3]的最小值;
(2)如果f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,求实数b的取值范围;
(3)是否存在最小的正整数N,使得当n≥N时,不等式ln
n+1
n
n-1
n3
恒成立.
答案

(1)由题意知,f(x)的定义域为(-1,+∞),

b=-12时,由f/(x)=2x-

12
x+1
=
2x2+2x-12
x+1
=0,得x=2(x=-3舍去),

当x∈[1,2)时,f′(x)<0,当x∈(2,3]时,f′(x)>0,

所以当x∈[1,2)时,f(x)单调递减;当x∈(2,3]时,f(x)单调递增,

所以f(x)min=f(2)=4-12ln3

(2)由题意f/(x)=2x+

b
x+1
=
2x2+2x+b
x+1
=0在(-1,+∞)有两个不等实根,

即2x2+2x+b=0在(-1,+∞)有两个不等实根,

设g(x)=2x2+2x+b,则

△=4-8b>0
g(-1)>0
,解之得0<b<
1
2

(3)对于函数f(x)=x2-ln(x+1),令函数h(x)=x3-f(x)=x3-x2+ln(x+1)

h/(x)=3x2-2x+

1
x+1
=
3x3+(x-1)2
x+1

∴当x∈[0,+∞)时,h′(x)>0

所以函数h(x)在[0,+∞)上单调递增,

又h(0)=0,

∴x∈(0,+∞)时,恒有h(x)>h(0)=0

即x2<x3+ln(x+1)恒成立.

x=

1
n
∈(0,+∞),则有ln(
1
n
+1)>
1
n2
-
1
n3
恒成立.

显然,存在最小的正整数N=1,使得当n≥N时,不等式ln(

1
n
+1)>
1
n2
-
1
n3
恒成立

选择题
计算题