问题
解答题
设函数f(x)=(1+x)2-2ln(1+x). (Ⅰ)求f (x)的单调区间; (Ⅱ)若当x∈[
(Ⅲ)若关于x的方程f(x)=x2+x+a在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,求实数a的取值范围. |
答案
(Ⅰ)函数的定义域为(-1,+∞).(1分)
∵f/(x)=2[(x+1)-
]=1 x+1
,2x(x+2) x+1
由f′(x)>0,得x>0;由f′(x)<0,得-1<x<0.(3分)
∴f(x)的递增区间是(0,+∞),递减区间是(-1,0).(4分)
(Ⅱ)∵由f/(x)=
=0,得x=0,x=-2(舍去)2x(x+2) x+1
由(Ⅰ)知f(x)在[
-1,0]上递减,在[0,e-1]上递增.1 e
高三数学(理科)答案第3页(共6页)
又f(
-1)=1 e
+2,f(e-1)=e2-2,且e2-2>1 e2
+2.1 e2
∴当x∈[
-1,e-1]时,f(x)的最大值为e2-2.1 e
故当m>e2-2时,不等式f(x)<m恒成立.(9分)
(Ⅲ)方程f(x)=x2+x+a,x-a+1-2ln(1+x)=0.
记g(x)=x-a+1-2ln(1+x),
∵g/(x)=1-
=2 1+x
,x-1 x+1
由g′(x)>0,得x>1或x<-1(舍去).由g′(x)<0,得-1<x<1.
∴g(x)在[0,1]上递减,在[1,2]上递增.
为使方程f(x)=x2+x+a在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,
只须g(x)=0在[0,1]和(1,2]上各有一个实数根,于是有g(0)≥0 g(1)<0 g(2)≥0.
∵2-2ln2<3-2ln3,
∴实数a的取值范围是2-2ln2<a≤3-2ln3.(14分)