设函数f(x)=x2-ax+bln(x+1)(a,b∈R,且a≠2).
(1)当b=1且函数f(x)在其定义域上为增函数时,求a的取值范围;
(2)若函数f(x)在x=1处取得极值,试用a表示b;
(3)在(2)的条件下,讨论函数f(x)的单调性.
(1)当b=1时,函数f(x)=x2-ax+bln(x+1),
其定义域为(-1,+∞).∴f′(x)=2x-a+
.b x+1
∵函数f(x)是增函数,∴当x>-1时,∴f′(x)=2x-a+
≥0恒成立.b x+1
即当x>-1时,a≤2x+
恒成立.1 x+1
∵当x>-1时,2x+
=2(x+1)+1 x+1
-2≥21 x+1
-2,2
且当x=
-1时取等号.∴a的取值范围为(-∞,22 2
-2].2
(2)∵f′(x)=2x-a+
,且函数f(x)在x=1处取得极值,b x+1
∴f′(1)=0.∴b=2a-4.此时f′(x)=2x-a+
=2a-4 x+1
.2(x-1)(x-
)a-4 2 x+1
当
=1,即a=6时,f'(x)≥0恒成立,a-4 2
此时x=1不是极值点.∴b=2a-4(a≠6,且a≠2)
(3)由f′(x)=
得2(x-1)(x-
)a-4 2 x+1
①当a<2时,
≤-1.∴当-1<x<1时,f′(x)<0;a-4 2
当x>1时,f′(x)>0.∴当a<2时,
f(x)的单调递减区间为(-1,1),单调递增区间为(1,+∞).
②当2<a<6时,-1<
<1.a-4 2
∴当-1<x<
,或x>1时,f'(x)>0;a-4 2
当
<x<1时,f'(x)<0;a-4 2
∴当2<a<6时,f(x)的单调递减区间为(
,1),a-4 2
单调递增区间为(-1,
),(1,+∞).a-4 2
③当a>6时,
>1.∴当-1<x<1,或x>a-4 2
时,f'(x)>0;a-4 2
当1<x<
时,f'(x)<0;a-4 2
∴当a>6时,f(x)的单调递减区间为(1,
),a-4 2
单调递增区间为(-1,1),(
,+∞).a-4 2
综上所述:∴当a<2时,f(x)的单调递减区间为(-1,1),
单调递增区间为(1,+∞);
当2<a<6时,f(x)的单调递减区间为(
,1),a-4 2
单调递增区间为(-1,
),(1,+∞);a-4 2
当a>6时,f(x)的单调递减区间为(1,
),a-4 2
单调递增区间为(-1,1),(
,+∞).a-4 2