问题
解答题
设函数f(x)=x2+bln(x+1). (1)若对于定义域内的任意x,都有f(x)≥f(1)成立,求实数b的值; (2)若函数f(x)在定义域是单调函数,求实数b的取值范围; (3)求证:
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答案
(1)根据题意f(x)≥f(1)成立,得f(x)在定义域(-1,+∞)上的最小值是f(1),
∴函数在x=1处取得最小值,说明x=1是函数的极小值点,
因为f′(x)=2x+
b |
x+1 |
b |
2 |
经检验b=-4符合题意;
(2)函数f(x)在定义域是单调函数,说明
f′(x)=2x+
b |
x+1 |
①根据函数的特征可得在(-1,+∞)上f′(x)总有正值,f′(x)≤0不可能恒成立,
②f′(x)≥0恒成立,即
b+2x(x+1) |
x+1 |
而t(x)=-2x 2-2x在(-1,+∞)上的最大值为t(-
1 |
2 |
1 |
2 |
故b≥
1 |
2 |
综合①②知,实数b取值范围是[
1 |
2 |
(2)∵
n-1 |
n3 |
n-1 |
n3-1 |
n-1 |
(n-1)(n2+n+1) |
1 |
n2+n+1 |
1 |
n(n+1) |
1 |
n |
1 |
n+1 |
∴
1 |
23 |
2 |
33 |
3 |
43 |
n-1 |
n3 |
1 |
2 |
1 |
3 |
1 |
3 |
1 |
4 |
1 |
n |
1 |
n+1 |
1 |
2 |
1 |
n+1 |
1 |
2 |
又∵n≥2,ln(n+1)≥ln3>ln
e |
1 |
2 |