题目内容

【题目】已知常数a>0,函数f(x)=ln(1+ax)﹣
(1)讨论f(x)在区间(0,+∞)上的单调性;
(2)若f(x)存在两个极值点x1 , x2 , 且f(x1)+f(x2)>0,求a的取值范围.

【答案】
(1)解:∵f(x)=ln(1+ax)﹣

∴f′(x)= =

∵(1+ax)(x+2)2>0,∴当1﹣a≤0时,即a≥1时,f′(x)≥0恒成立,则函数f(x)在(0,+∞)单调递增,

当0<a≤1时,由f′(x)=0得x=± ,则函数f(x)在(0, )单调递减,在( ,+∞)单调递增.


(2)解:由(1)知,当a≥1时,f′(x)≥0,此时f(x)不存在极值点.

因此要使f(x)存在两个极值点x1,x2,则必有0<a<1,又f(x)的极值点值可能是x1= ,x2=﹣

且由f(x)的定义域可知x>﹣ 且x≠﹣2,

∴﹣ >﹣ 且﹣ ≠﹣2,解得a≠ ,则x1,x2分别为函数f(x)的极小值点和极大值点,

∴f(x1)+f(x2)=ln[1+ax1]﹣ +ln(1+ax2)﹣ =ln[1+a(x1+x2)+a2x1x2]﹣

=ln(2a﹣1)2 =ln(2a﹣1)2+ ﹣2.

令2a﹣1=x,由0<a<1且a≠ 得,

当0<a< 时,﹣1<x<0;当 <a<1时,0<x<1.

令g(x)=lnx2+ ﹣2.

(i)当﹣1<x<0时,g(x)=2ln(﹣x)+ ﹣2,∴g′(x)= = <0,

故g(x)在(﹣1,0)上单调递减,g(x)<g(﹣1)=﹣4<0,

∴当0<a< 时,f(x1)+f(x2)<0;

(ii)当0<x<1.g(x)=2lnx+ ﹣2,g′(x)= = <0,

故g(x)在(0,1)上单调递减,g(x)>g(1)=0,

∴当 <a<1时,f(x1)+f(x2)>0;

综上所述,a的取值范围是( ,1).


【解析】(1)利用导数判断函数的单调性,注意对a分类讨论;(2)利用导数判断函数的极值,注意a的讨论及利用换元法转化为求函数最值问题解决.

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