设函数f(x)=(1+x)2+ln(1+x)2. (1)求f(x)的单调区间; (2)若当x∈[
(3)若关于x的方程f(x)=x2+x+a在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,求实数a的取值范围. |
(1)函数定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞),
因为f′(x)=2[(x+1)-
]=1 x+1
,2x(x+2) x+1
由f′(x)>0得-2<x<-1或x>0,由f′(x)<0得x<-2或-1<x<0.
∴函数的递增区间是(-2,-1),(0,+∞),递减区间是(-∞,-2),(-1,0).
(2)由f′(x)=
=0得x=0或x=-2.由(1)知,f(x)在[2x(x+2) x+1
-1,0]上递减,在[0,e-1]上递增.1 e
又f(
-1)=1 e
+2,f(e-1)=e2-2,1 e2
∴e2-2-
-2=1 e2
>0(e2-2)2-5 e2
∴e2-2>
+2.所以x∈[1 e2
-1,e-1]时,[f(x)]max=e2-2.故m>e2-2时,不等式f(x)<m恒成立.1 e
(3)方程f(x)=x2+x+a,即x-a+1-ln(1+x)2=0,记g(x)=x-a+1-ln(1+x)2.
所以g′(x)=1-
=2 1+x
.x-1 x+1
由g′(x)>0,得x<-1或x>1,由g′(x)<0,得-1<x<1.
所以g(x)在[0,1]上递减,在[1,2]上递增,
为使f(x)=x2+x+a在[0,2]上恰好有两个相异的实根,只须g(x)=0在[0,1]和(1,2]上各有一个实根,于是有
,∴g(0)≥0 g(1)<0 g(2)≥0
,-a+1≥0 1-a+1-2ln2<0 2-a+1-2ln3≥0
∴2-2ln2<a≤3-2ln3.