设函数f(x)=x2+aln(1+x)有两个极值点s,t,且s<t.

1个回答

  • 解题思路:(1)由f(x)=x2+aln(1+x),知

    f

    (x)=2x+

    a

    1+x

    2

    x

    2

    +2x+a

    1+x

    ,x>-1.令g(x)=2x2+2x+a,其对称轴为x=-[1/2],由题意知s,t是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实根,由此能够讨论f(x)的单调性.

    (2)由题设和(1)知:g(0)=a>0,故

    1

    2

    <t<0

    ,由g(t)=0,知a=-2t2-2t=-2t(1+t),故f(t)=t2-2t(1+t)ln(n+t),设h(x)=

    x

    2

    −2x(1+x)ln(1+x),(x≥−

    1

    2

    )

    ,由此能够证明

    f(t)>

    1−2ln2

    4

    (1)∵f(x)=x2+aln(1+x),

    ∴f′(x)=2x+

    a

    1+x=

    2x2+2x+a

    1+x,x>-1.

    令g(x)=2x2+2x+a,

    其对称轴为x=-[1/2],

    由题意知s,t是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实根,

    △=4−8a>0

    g(−1)>0,解得0<a<[1/2].

    当x∈(-1,s)时,f′(x)>0,此时f(x)在(-1,s)上为增函数,

    当x∈(s,t)时,f′(x)<0,此时f(x)在(S,T)上为减函数.

    当x∈(t,+∞)时,f′(x)>0,此时f(x)在(t,+∞)上为增函数.

    (2)证明:由题设和(1)知:g(0)=a>0,

    ∴−

    1

    2<t<0,

    ∵g(t)=0,

    ∴a=-2t2-2t=-2t(1+t),

    ∴f(t)=t2+aln(1+t)

    =t2-2t(1+t)ln(n+t),

    设h(x)=x2−2x(1+x)ln(1+x),(x≥−

    1

    2)

    则h′(x)=-2(2x+1)ln(1+x),

    当x∈[−

    1

    2,0)时,h′(x)≥0,

    ∴h(x)在x∈[−

    1

    2,0)上单调递增.

    当-[1/2<x<0时,

    h(x)>h(-

    1

    2])=[1−2ln2/4],

    ∴f(t)=h(t)>

    1−2ln2

    4.

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件.

    考点点评: 本题考查函数的单调性的讨论,考查不等式的证明.考查函数知识、不等式知识,考查化归与转化、分类与整合的数学思想,培养学生的抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力和创新意识.