题目内容
设a∈R,函数f(x)=-(x-1)2+2(a-1)ln(x+1).(Ⅰ)若函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=4x-1,求a的值;
(Ⅱ)当a<1时,讨论函数f(x)的单调性.
分析:(I)利用导数的几何意义,根据f′(0)=4建立等式关系,求出a的值即可;
(II)根据导数的正负对a进行分类讨论,分别判断出函数的单调性,根据f′(x)>0求得的区间是单调增区间,f′(x)<0求得的区间是单调减区间,即可得到答案.
(II)根据导数的正负对a进行分类讨论,分别判断出函数的单调性,根据f′(x)>0求得的区间是单调增区间,f′(x)<0求得的区间是单调减区间,即可得到答案.
解答:(Ⅰ)解:函数f(x)的定义域为(-1,+∞),f′(x)=-2x+2+
=
因为f′(0)=4,所以a=2.
(Ⅱ)解:当a<0时,因为x+1>0,-2x2+2a<0
所以f′(x)<0,故f(x)(-1,+∞)上是减函数;
当a=0时,当x∈(-1,0)时,f′(x)=
<0,故f(x)在(-1,0上是减函数,
x∈(0,+∞)时,f′(x)=
<0,故f(x)在(0,+∞)上是减函数,
因为函数f(x)在(-1,+∞),上连续,所以f(x)在(-1,+∞),上是减函数;
当0<a<1时,f′(x)=
=0,得x=
,或x=-
x变化时,f′(x),f(x)的变化如情况下表:
所以f(x)在(-1,-
)上为减函数、(
,+∞)上为减函数;f(x)(-
,
)上为增函数.(13分)
综上,a≤0时,f(x)在(-1,+∞),上是减函数;
当0<a<1时,f(x)(-1,-
)上为减函数、(
,+∞)上为减函数;f(x)(-
,
)上为增函数.
| 2a-2 |
| x+1 |
| -2x2+2a |
| x+1 |
因为f′(0)=4,所以a=2.
(Ⅱ)解:当a<0时,因为x+1>0,-2x2+2a<0
所以f′(x)<0,故f(x)(-1,+∞)上是减函数;
当a=0时,当x∈(-1,0)时,f′(x)=
| -2x2 |
| x+1 |
x∈(0,+∞)时,f′(x)=
| -2x2 |
| x+1 |
因为函数f(x)在(-1,+∞),上连续,所以f(x)在(-1,+∞),上是减函数;
当0<a<1时,f′(x)=
| -2x2+2a |
| x+1 |
| a |
| a |
x变化时,f′(x),f(x)的变化如情况下表:
| x | (-1,-
|
-
|
(-
|
|
(
| ||||||||||||
| f′(x) | _ | 0 | + | 0 | _ | ||||||||||||
| f(x) | ↓ | 极小f( -
|
↑ | 极大f(
|
↓ |
| a |
| a |
| a |
| a |
综上,a≤0时,f(x)在(-1,+∞),上是减函数;
当0<a<1时,f(x)(-1,-
| a |
| a |
| a |
| a |
点评:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程的斜率,涉及导数的几何意义,以及函数的单调性等基础题知识,考查运算求解能力、推理论证能力,考查数形结合思想、化归与转化思想、分类讨论的数学思想,属于中档题.
练习册系列答案
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| A、0 | B、1 | C、2 | D、-1 |