题目内容
设函数f(x)=x2+aln(x+1),a∈R.(注:
).
(1)讨论f(x)的单调性.
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,且x1<x2,求f(x2)的取值范围.
解:(1)函数f(x)的定义域为(-1,+∞),
f′(x)=2x+
=
=
,
①当a≥
时,f′(x)>0,f(x)在(-1,+∞)上单调递增;
②当a<
时,f′(x)=0有两个解,
,
,且x1<x2,
若x1>-1,即0<a<
时,-1<x1<x2,此时f(x)在(-1,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减;
若x1≤-1,即a≤0时,x1≤-1<x2,此时f(x)在(-1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增;
(2)由(1)知:当0<a<
时f(x)有两个极值点,
,
,x1<x2,
则f(x2)=
+aln(
+1),令t=
,0<t<1,a=
,
,
f(x2)=
+
ln
,令g(t)=
+
ln
(0<t<1),g′(t)=-tln
>0,
所以g(t)在(0,1)上为增函数,所以g(0)<g(t)<g(1),即
+
<g(t)<0,
故f(x2)的取值范围为(
+
,0).
分析:(1)先求函数f(x)的定义域,再求导数f′(x),由于含参数a,分类讨论解不等式f′(x)>0,f′(x)<0即;
(2)由(1)知存在两个极值点时a的范围,表示出f(x2),构造函数,利用导数即可求得其最值,从而得到取值范围;
点评:本题考查利用导数研究函数的单调性及函数最值问题,考查分类讨论思想,考查学生综合运用所学知识分析解决问题的能力.
f′(x)=2x+
①当a≥
②当a<
若x1>-1,即0<a<
若x1≤-1,即a≤0时,x1≤-1<x2,此时f(x)在(-1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增;
(2)由(1)知:当0<a<
则f(x2)=
f(x2)=
所以g(t)在(0,1)上为增函数,所以g(0)<g(t)<g(1),即
故f(x2)的取值范围为(
分析:(1)先求函数f(x)的定义域,再求导数f′(x),由于含参数a,分类讨论解不等式f′(x)>0,f′(x)<0即;
(2)由(1)知存在两个极值点时a的范围,表示出f(x2),构造函数,利用导数即可求得其最值,从而得到取值范围;
点评:本题考查利用导数研究函数的单调性及函数最值问题,考查分类讨论思想,考查学生综合运用所学知识分析解决问题的能力.
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