问题 解答题
已知函数f(x)=
x2
2
-(1+2a)x+
4a+1
2
ln(2x+1)
,a>0.
(Ⅰ)已知函数f(x)在x=2取得极小值,求a的值;
(Ⅱ)讨论函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当a>
1
4
时,若存在x0∈(
1
2
,+∞),使得f(x0)<
1
2
-2a2
,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-

1
2
,+∞),且f'(x)=x-(1+2a)+
4a+1
2x+1
,…(1分)

因为函数f(x)在x=2取得极小值,所以f'(2)=0,

即f'(2)=2-(1+2a)+

4a+1
4+1
=0,.…(2分)

解得a=1.…(3分)

经检验:a=1时,函数f(x)在x=2取得极小值,所以a=1.…(4分)

(Ⅱ)f'(x)=x-(1+2a)+

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

令f'(x)=0,则x=

1
2
或x=2a…(6分)

i、当2a>

1
2
,即a>
1
4
时,

x(-
1
2
1
2
1
2
1
2
,2a)
2a(2a,+∞)
f'(x)+0-0+
f(x)
所以f(x)的增区间为(-
1
2
1
2
)和(2a,+∞),减区间为(
1
2
,2a)…(7分)

ii、当2a=

1
2
,即a=
1
4
时,f'(x)=
(2x-1)2
2x+1
≥0在(-
1
2
,+∞)上恒成立,

所以f(x)的增区间为(-

1
2
,+∞)                     …(8分)

iii、当0<2a<

1
2
,即0<a<
1
4
时,

x(-
1
2
,2a)
2a(2a,
1
2
1
2
1
2
,+∞)
f'(x)+0-0+
f(x)
所以f(x)的增区间为(-
1
2
,2a)和(
1
2
,+∞),减区间为(2a,
1
2
)…(9分)

综上所述:

0<a<

1
4
时,f(x)的增区间为(-
1
2
,2a)和(
1
2
,+∞),减区间为(2a,
1
2
)a=
1
4
时,f(x)的增区间为(-
1
2
,+∞)a>
1
4
时,f(x)的增区间为(-
1
2
1
2
)和(2a,+∞),减区间为(
1
2
,2a)

(Ⅲ)由题意,a>

1
4
时,存在x0∈(
1
2
,+∞),f(x0)<
1
2
-2a2
,即a>
1
4
时,f(x)在(
1
2
,+∞)上的最小值小于
1
2
-2a2
.…(10分)

由(Ⅱ)a>

1
4
时,f(x)在(
1
2
,2a)上递减,在(2a,+∞)上递增,f(x)在(
1
2
,+∞)上的最小值为f(2a),…(11分)

所以f(2a)<

1
2
-2a2

2a2-2a(1+2a)+

4a+1
2
ln(4a+1)<
1
2
-2a2
…(12分)

化简得ln(4a+1)<1,4a+1<e,a<

e-1
4

又a>

1
4
,所以
1
4
<a<
e-1
4
,所求实数a的取值范围为(
1
4
e-1
4
)
.…(13分)

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题