问题
解答题
设函数f(x)=x2+aln(x+1),a∈R.(注:(ln(x+1))′=
(1)讨论f(x)的单调性. (2)若f(x)有两个极值点x1,x2,且x1<x2,求f(x2)的取值范围. |
答案
(1)函数f(x)的定义域为(-1,+∞),
f′(x)=2x+
=a x+1
=2x2+2x+a x+1
,2(x+
)2+a-1 2 1 2 x+1
①当a≥
时,f′(x)>0,f(x)在(-1,+∞)上单调递增;1 2
②当a<
时,f′(x)=0有两个解,x1=1 2
,x2=-1- 1-2a 2
,且x1<x2,-1+ 1-2a 2
若x1>-1,即0<a<
时,-1<x1<x2,此时f(x)在(-1,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减;1 2
若x1≤-1,即a≤0时,x1≤-1<x2,此时f(x)在(-1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增;
(2)由(1)知:当0<a<
时f(x)有两个极值点,x1=1 2
,x2=-1- 1-2a 2
,x1<x2,-1+ 1-2a 2
则f(x2)=(
)2+aln(-1+ 1-2a 2
+1),令t=-1+ 1-2a 2
,0<t<1,a=1-2a
,x2=1-t2 2
,t-1 2
f(x2)=(
)2+t-1 2
ln1-t2 2
,令g(t)=(t+1 2
)2+t-1 2
ln1-t2 2
(0<t<1),g′(t)=-tlnt+1 2
>0,t+1 2
所以g(t)在(0,1)上为增函数,所以g(0)<g(t)<g(1),即
+1 4
ln1 2
<g(t)<0,1 2
故f(x2)的取值范围为(
+1 4
ln1 2
,0).1 2