Question

设函数f（x）=1-x²+ln（x+1）
（Ⅰ）求函数f（x）的单调区间；
（Ⅱ）若不等式f（x）＞

kx

x+1

-x² （k∈N^*）在（0，+∞）上恒成立，求k的最大值．

Answer 1

考点：利用导数求闭区间上函数的最值,利用导数研究函数的单调性

专题：导数的综合应用

分析：（Ⅰ）首先求出f（x）的定义域，函数f（x）的导数，分别令它大于0，小于0，解不等式，必须注意定义域，求交集；
（Ⅱ）化简不等式f（x）＞

kx

x+1

-x²，得：（x+1）[1+ln（x+1）]＞kx，令g（x）=（x+1））[1+ln（x+1）]-kx，求出g'（x），由x＞0，求出2+ln（x+1）＞2，讨论k，分k≤2，k＞2，由恒成立结合单调性判断k的取值，从而得到k的最大值．

解答： 解：（Ⅰ）函数f（x）的定义域为（-1，+∞），
函数f（x）的导数f'（x）=-2x+

1

x+1

，
令f'（x）＞0则

1

x+1

＞2x，
解得

-1- 3

2

＜x＜

-1+ 3

2

，
令f'（x）＜0则

1

x+1

＜2x，
解得x＞

-1+ 3

2

或x＜

-1- 3

2

，
∵x＞-1，
∴f（x）的单调增区间为（-1，

3 -1

2

），
单调减区间为（

3 -1

2

，+∞）；
（Ⅱ）不等式f（x）＞

kx

x+1

-x²
 即1-x²+ln（x+1）＞

kx

x+1

-x2，即1+ln（x+1）＞

kx

x+1

，
即（x+1）[1+ln（x+1）]＞kx（k∈N^*）在（0，+∞）上恒成立，
令g（x）=（x+1））[1+ln（x+1）]-kx，则
g'（x）=2+ln（x+1）-k，
∵x＞0，∴2+ln（x+1）＞2，
若k≤2，则g'（x）＞0，即g（x）在（0，+∞）上递增，
∴g（x）＞g（0）即g（x）＞1＞0，
∴（x+1）[1+ln（x+1）]＞kx（k∈N^*）在（0，+∞）上恒成立；
若k＞2则g（x）不为单调函数．
故k的最大值为2．

点评：本题主要考查运用导数求函数的单调性，求解时应注意函数的定义域，同时考查含参不等式恒成立问题，通常运用参数分离，转化为求函数的最值，但求最值较难，本题转化为大于0的不等式，构造函数g（x），运用导数说明g（x）＞0恒成立，从而得到结论．这种思想方法要掌握．