问题
解答题
设函数f(x)=(1+x)2-2ln(1+x).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当0<a<2时,求函数g(x)=f(x)-x2-ax-1在区间[0,3]的最小值.
答案
本小题满分(14分)
(Ⅰ)∵f′(x)=2(x+1)-
=2 x+1
.(2分)2x(x+2) x+1
由f'(x)>0,得-2<x<-1或x>0;由f'(x)<0,得x<-2或-1<x<0.
又∵f(x)定义域为(-1,+∞),
∴所以函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞),单调递减区间为(-1,0)(5分)
(Ⅱ)由g(x)=f(x)-x2-ax-1
即g(x)=2x-ax-2ln(1+x),g′(x)=2-a-
=2 x+1
(7分)(2-a)x-a x+1
令g'(x)=0由0<a<2及x>-1,得x=a 2-a
且当x=
时f(x)取得极小值.(8分)a 2-a
∵求f(x)在区间[0,3]上最小值
∴只需讨论
与3的大小a 2-a
①当0<a<
时3 2
<3a 2-a
所以函数g(x)在[0,3]上最小值为g(
)=a-2lna 2-a
(10分)2 2-a
②当a=
时3 2
=3a 2-a
所以函数g(x)在[0,3]上最小值为g(3)=
-4ln2(11分)3 2
③当a>
时3 2
>3a 2-a
所以函数g(x)在[0,3]上最小值为g(3)=
-4ln2(13分)3 2
所以,综上可知当0<a<
时,函数g(x)在[0,3]上最小值为a-2ln3 2
;2 2-a
当a≥
时,函数g(x)在[0,3]上最小值为3 2
-4ln2.(14分)3 2