问题 解答题
己知函数f(x)=
1
2
(1+x)2-ln(1+x)

(1)求f(x)的单调区间;
(2)若x∈[
1
e
-1,e-1]
时,f(x)<m恒成立,求m的取值范围;
(3)若设函数g(x)=
1
2
x2+
1
2
x+a
,若g(x)的图象与f(x)的图象在区间[0,2]上有两个交点,求a的取值范围.
答案

(1)函数定义域为(-1,+∞),∵f(x)=

1
2
(1+x)2-ln(1+x)∴f′(x)=
x(2+x)
1+x

由f'(x)>0及x>-1,得x>0,由f'(x)<0及x>-1,得-1<x<0.

则递增区间是(0,+∞),递减区间是(-1,0);

(2)由f′(x)=

x(2+x)
1+x
=0,得x=0或x=-2

由(1)知,f(x)在[

1
e
-1,0]上递减,在[0,e-1]上递增

又f(

1
e
-1)=
1
2e2
+1,f(e-1)=
1
2
e2
-1,
1
2
e2
-1>
1
2e2
+1

∴x∈[

1
e
-1,e-1]时,[f(x)]max=
1
2
e2
-1,

∴m>

1
2
e2-1时,不等式f(x)<m恒成立;

(3)由

1
2
(1+x)2-ln(1+x)=
1
2
x2+
1
2
x+a得2a=(1+x)-2ln(1+x)

令h(x)=(1+x)-2ln(1+x),则h′(x)=

x-1
x+1

∴h(x)在[0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增

∵h(0)=1,h(1)=2-2ln2,h(3)=3-2ln3,且h(1)>h(2)>h(1)

∴当2a∈(2-2ln2,3-2ln3),即a∈(1-ln2,

3
2
-ln3)时,g(x)的图象与f(x)的图象在区间[0,2]上有两个交点.

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