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∈[ 1 e -1,e-

2025-01-19 14:17:43
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回答1:

(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)=
2x(x+2)
x+1
=0得x=0或x=-2.由(1)知,f(x)在[
1
e
-1,0]上递减,在[0,e-1]上递增.
又f(
1
e
-1)=
1
e 2
+2,f(e-1)=e 2 -2,
e 2 -2-
1
e 2
-2
=
( e 2 -2 ) 2 -5
e 2
>0
∴e 2 -2>
1
e 2
+2.所以x∈[
1
e
-1,e-1]时,[f(x)] max =e 2 -2.故m>e 2 -2时,不等式f(x)<m恒成立.
(3)方程f(x)=x 2 +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)=x 2 +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.