问题 解答题

设函数f(x)=(1+x)2-2ln (1+x).

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)若关于x的方程f(x)=x2xa在[0,2]上恰有两个相异实根,求实数a的取值范围.

答案

(1)f(x)的递增区间是(0,+∞),递减区间是(-1,0).

(2)(2-2ln 2,3-2ln 3].

题目分析:解 (1)函数的定义域为(-1,+∞),

因为f(x)=(1+x)2-2ln(1+x),

所以f′(x)=2

f′(x)>0,得x>0;由f′(x)<0,得-1<x<0,

所以,f(x)的递增区间是(0,+∞),递减区间是(-1,0).

(2)方程f(x)=x2xa,即xa+1-2ln(1+x)=0,

记g(x)=xa+1-2ln(1+x)(x>-1),

则g′(x)=1-

由g′(x)>0,得x>1;

由g′(x)<0,得-1<x<1.

所以g(x)在[0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增.

为使f(x)=x2xa在[0,2]上恰有两个相异的实根,

只须g(x)=0在[0,1)和(1,2]上各有一个实根,

于是有

解得2-2ln 2<a≤3-2ln 3,

故实数a的取值范围是(2-2ln 2,3-2ln 3].

点评:解决的关键是根据导数判定函数单调性,以及函数的零点问题,属于中档题。

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