问题 解答题

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.

答案

(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+

b
x+1
≥0恒成立.

即当x>-1时,a≤2x+

1
x+1
恒成立.

∵当x>-1时,2x+

1
x+1
=2(x+1)+
1
x+1
-2≥2
2
-2,

且当x=

2
2
-1时取等号.∴a的取值范围为(-∞,2
2
-2]

(2)∵f′(x)=2x-a+

b
x+1
,且函数f(x)在x=1处取得极值,

∴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

a-4
2
=1,即a=6时,f'(x)≥0恒成立,

此时x=1不是极值点.∴b=2a-4(a≠6,且a≠2)

(3)由f′(x)=

2(x-1)(x-
a-4
2
)
x+1

①当a<2时,

a-4
2
≤-1.∴当-1<x<1时,f′(x)<0;

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<

a-4
2
<1.

∴当-1<x<

a-4
2
,或x>1时,f'(x)>0;

a-4
2
<x<1时,f'(x)<0;

∴当2<a<6时,f(x)的单调递减区间为(

a-4
2
,1),

单调递增区间为(-1,

a-4
2
),(1,+∞).

③当a>6时,

a-4
2
>1.∴当-1<x<1,或x>
a-4
2
时,f'(x)>0;

1<x<

a-4
2
时,f'(x)<0;

∴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(

a-4
2
,1),

单调递增区间为(-1,

a-4
2
),(1,+∞);

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
,+∞).

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