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时间:2018-10-18
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1、(2015山东)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x),其中a∈R, (2015山东)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x),其中a∈R,(Ⅰ)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若∀x>0,f(x)≥0成立,求a的取值范围. 解:(I)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x),其中a∈R,x∈(-1,+∞). f′(x)=1x+1+2ax-a=2ax2+ax-a+1x+1.令g(x)=2ax2+ax-a+1. (1)当a=0时,g(x)=1,此时f′(x)>0,函数f(x)在(-1,+∞)上单调递增,无极值点. (2)当a
2、>0时,△=a2-8a(1-a)=a(9a-8). ①当0<a≤89时,△≤0,g(x)≥0,f′(x)≥0,函数f(x)在(-1,+∞)上单调递增,无极值点. ②当a>89时,△>0,设方程2ax2+ax-a+1=0的两个实数根分别为x1,x2,x1x∈(x2,+∞)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减. 因此函数f(x)有一个极值点. 综上所述:当a<0时,函数f(x)有一个极值点; 当0≤a≤89时,函数f(x)无极值点; 当a>890时,函数f(x)有两个极值点.(II)由(I)可知: (1)当0≤a≤89时,函数f(x)在(
3、0,+∞)上单调递增.∵f(0)=0, ∴x∈(0,+∞)时,f(x)>0,符合题意. (2)当89<a≤1时,由g(0)≥0,可得x2≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.又f(0)=0, ∴x∈(0,+∞)时,f(1<x2. ∵x1+x2=-12, ∴x1<-14,x2>-14. 由g(-1)>0,可得-1<x1<-14.∴当x∈(-1,x1)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增; 当x∈(x1,x2)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减; 当x∈(x2,+∞)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x
4、)单调递增. 因此函数f(x)有两个极值点. (3)当a<0时,△>0.由g(-1)=1>0,可得-1<x1<-14.∴当x∈(-1,x2)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增; 当)>0,符合题意. (3)当1<a时,由g(0)<0,可得x2>0, ∴x∈(0,x2)时,函数f(x)单调递减. 又f(0)=0, ∴x∈(0,x2)时,f(x)<0,不符合题意,舍去; (4)当a<0时,设h(x)=x-ln(x+1),x∈(0,+∞),h′(x)=xx+1>0.∴h(x)在(0,+∞)上单调递增. 因此x∈(0,+∞)时,h(x)
5、>h(0)=0,即ln(x+1)<x, 可得:f(x)<x+a(x2-x)=ax2+(1-a)x, 当x>1-1a时,ax2+(1-a)x<0,此时f(x)<0,不合题意,舍去.
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