题目内容
【题目】已知函数f(x)=ln(x+1)﹣ax,a∈R.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)当x>1时,f(x﹣1)≤
恒成立,求a的取值范围.
【答案】
(1)解: f(x)的定义域为(﹣1,+∞),
f'(x)=
=
;
①若a≤0,则f'(x)>0,∴f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增;
②若a>0,则f'(x)=0得x=
,
当x∈(﹣1,
)时,f'(x)>0,
当x∈(
,+∞)时,f'(x)<0;
∴f(x)在(﹣1,
)上单调递增,在(
,+∞)上单调递减.
综上,当a≤0时,f(x)的单调增区间为(﹣1,+∞);
当a>0时,f(x)的单调增区间为(﹣1,
),单调减区间为(
);
(2)解:f(x﹣1)﹣
=
;
令g(x)=xlnx﹣a(x2﹣1),x≥1,g'(x)=lnx+1﹣2ax;
令h(x)=lnx+1﹣2ax,h'(x)=
﹣2a=
;
①若a≤0,h'(x)>0,g'(x)在[1,+∞)递增,g'(x)≥g'(1)=1﹣2a≥0;
∴g(x)在[1,+∞)上递增,g(x)≥g(1)=0;
从而f(x﹣1)﹣
≥0,不符合题意.
②若0<a<
,当x∈(1,
)时,h'(x)>0,g'(x)在(1,
)上递增,
从而g'(x)>g'(1)=1﹣2a>0;
所以,g(x)在[1,+∞)递增,g(x)≥g(1)=0;
从而f(x﹣1)﹣
≥0,不符合题意.
③若a≥
,h'(x)≤0在[1,+∞)上恒成立,
所以g'(x)在[1,+∞)上递减,g'(x)≤g'(1)=1﹣2a≤0;
从而g(x)在[1,+∞)递减,
所以g(x)≤g(1)=0;
∴f(x﹣1)﹣
0;
综上所以,a的取值范围是[
,+∞).
【解析】(1)首先对f(x)求导,分类讨论a判断函数的单调性即可;(2)由题意知:f(x﹣1)﹣
=
,令g(x)=xlnx﹣a(x2﹣1),x1,g'(x)=lnx+1﹣2ax,令h(x)=lnx+1﹣2ax,h'(x)=
﹣2a=
;利用导数判断函数的单调性从而求出a的取值范围.
【考点精析】通过灵活运用利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数,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
在
上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数
在
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,最小的是最小值即可以解答此题.