题目内容

【题目】已知函数f(x)=xln(x+1)+( ﹣a)x+2﹣a,a∈R.
(I)当x>0时,求函数g(x)=f(x)+ln(x+1)+ x的单调区间;
(Ⅱ)当a∈Z时,若存在x≥0,使不等式f(x)<0成立,求a的最小值.

【答案】解:(Ⅰ)∵g(x)=(x+1)ln(x+1)+(1﹣a)x+2﹣a,(x>0), ∴g′(x)=ln(x+1)+2﹣a,
当2﹣a≥0即a≤2时,g′(x)>0对x∈(0,+∞)恒成立,
此时,g(x)在(0,+∞)递增,无递减区间,
当2﹣a<0即a>2时,
由g′(x)>0,得x>ea2﹣1,由g′(x)<0,得0<x<ea2﹣1,
此时,g(x)在(0,ea2﹣1)递减,在(ea2﹣1,+∞)递增,
综上,a≤2时,g(x)在(0,+∞)递增,无递减区间;
a>2时,g(x)在(0,ea2﹣1)递减,在(ea2﹣1,+∞)递增,
(Ⅱ)由f(x)<0,得(x+1)a>xln(x+1)+ x+2,
当x≥0时,上式等价于a>
令h(x)= ,x≥0,
由题意,存在x≥0,使得f(x)<0成立,则只需a>h(x)min
∵h′(x)=
令u(x)=ln(x+1)+x﹣ ,显然u(x)在[0,+∞)递增,
而u(0)=﹣ <0,u(1)=ln2﹣ >0,
故存在x0∈(0,1),使得u(x0)=0,即ln(x0+1)= ﹣x0
又当x0∈[0,x0)时,h′(x)<0,h(x)递减,
当x∈[x0 , +∞)时,h′(x)>0,h(x)递增,
故x=x0时,h(x)有极小值(也是最小值),
故h(x)min=
故a≥ = ,x0∈(0,1),
而2< <3,
故a的最小整数值是3.
【解析】(Ⅰ)求出函数g(x)的导数,通过讨论a的范围求出函数的单调区间即可;(Ⅱ)问题等价于a> ,令h(x)= ,x≥0, 唯一转化为求出a>h(x)min , 根据函数的单调性求出h(x)的最小值,从而求出a的最小值即可.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减;求函数上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值.

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