问题 解答题

设函数f(x)=(x+2)2-2ln(x+2).

(Ⅰ)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=x2+3x+a在区间[-1,1]上只有一个实数根,求实数a的取值范围.

答案

(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-2,+∞),

因为f′(x)=2[(x+2)-

1
x+2
]=
2(x+1)(x+3)
x+2

所以 当-2<x<-1时,f′(x)<0;

当x>-1时,f′(x)>0.

故f(x)的单调递增区间是(-1,+∞);

f(x)的单调递减区间是(-2,-1)(注:-1处写成“闭的”亦可)

(Ⅱ)由f(x)=x2+3x+a得:x-a+4-2ln(2+x)=0,

设g(x)=x-a+4-2ln(2+x),求导数得g′(x)=1-

2
x+2
=
x
x+2

在区间[-1,1]上加以讨论:

当-1<x<0时,g′(x)<0,而当0<x<1时,g′(x)>0,

故g(x)在[-1,0]上递减,在[0,1]上递增,

要使方程f(x)=x2+3x+a在区间[-1,-1]上只有一个实数根,

则必须且只需g(0)=0,或

g(-1)<0
g(1)≥0
g(-1)≥0
g(1)<0

接下来分类:

①当g(0)=0时,解之得a=4-2ln2;

②当

g(-1)<0
g(1)≥0
时,
-1-a+4-2ln(2-1) <0
1-a+4-2ln3≥0

解之得a∈φ

③当

g(-1)≥0
g(1)<0
时,
-1-a+4-2ln(2-1) ≥0
1-a+4-2ln3<0

解之得a∈(5-2ln3,3]

综上所述,得a=4-2ln2,或a∈(5-2ln3,3]

所以实数a的取值范围(5-2ln3,3]∪{4-2ln2}.

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