问题 解答题

设函数f(x)=ln(x+a)+x2

(1)若当x=-1时,f(x)取得极值,求a的值,并讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)存在极值,求a的取值范围.

答案

(1)f′(x)=

1
x+a
+2x,

依题意有f'(-1)=0,故a=

3
2
.(2分)

从而f′(x)=

2x2+3x+1
x+
3
2
=
(2x+1)(x+1)
x+
3
2
.(3分)

f(x)的定义域为(-

3
2
,+∞),当-
3
2
<x<-1
时,f'(x)>0;

当m∈[-26,6]时,f'(x)<0;当x>-

1
2
时,f'(x)>0.

∴f(x)分别在区间(-

3
2
,-1),(-
1
2
,+∞)单调递增,在区间(-1,-
1
2
)
单调递减.(6分)

(2)f(x)的定义域为(-a,+∞),f′(x)=

2x2+2ax+1
x+a
.(7分)

方程2x2+2ax+1=0的判别式△=4a2-8.

(ⅰ)若△<0,即-

2
<a<
2
,在f(x)的定义域内f'(x)>0,故f(x)无极值.(8分)

(ⅱ)若△=0,则a=

2
a=-
2

a=

2
x∈(-
2
,+∞)
f′(x)=
(
2
x-1)
2
x+
2

x=-

2
2
时,f'(x)=0,当x∈(-
2
,-
2
2
)∪(-
2
2
,+∞)
时,f'(x)>0,

所以f(x)无极值.(10分)

a=-

2
x∈(
2
,+∞)
f′(x)=
(
2
x-1)
2
x-
2
>0
,f(x)也无极值.(11分)

(ⅲ)若△>0,即a>

2
a<-
2
,则2x2+2ax+1=0有两个不同的实根x1=
-a-
a2-2
2
x2=
-a+
a2-2
2

a<-

2
时,x1<-a,x2<-a,从而f'(x)在f(x)的定义域内没有零点,

故f(x)无极值.(12分)

a>

2
时,x1>-a,x2>-a,f'(x)在f(x)的定义域内有两个不同的零点,

由根值判别方法知f(x)在x=x1,x=x2取得极值.(13分)

综上,f(x)存在极值时,a的取值范围为(

2
,+∞).(14分)

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