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(理)已知函数f(x)=x2+aln(x+1). (1)若函数f(x)在定义域内...

(理)已知函数f(x)=x2+aln(x+1).
(1)若函数f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,求实数a的取值范围;
(2)证明:a=1时,对于任意的x1,x2∈[1,+∞),且x1≠x2,都有manfen5.com 满分网
(3)是否存在最小的正整数N,使得当n≥N时,不等式manfen5.com 满分网恒成立.
(1)若函数f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,即函数f(x)在定义域内有两个不等的实根,根据二次方程根的个数与△的关系可构造关于a的不等式组,解出实数a的取值范围; (2)将a=1代入可得函数f(x)解析式,构造函数,分析函数g(x)在[1,+∞)上的单调性,进而根据单调性的定义可得结论; (3)构造函数h(x)=x3-x2+ln(x+1),利用导法分析函数的单调性,进而得到使不等式恒成立的最小的正整数N. 【解析】 (1)∵函数f(x)在定义域内既有极大值又有极小值, ∴在(-1,+∞)有两个不等实根, 即2x2+2x+a=0在(-1,+∞)有两个不等实根,…(2分) 设F(x)=2x2+2x+a,则, 解之得;             …(4分) 证明:(2)a=1时,f(x)=x2+ln(x+1), 令,…(6分) 则, 当x≥1时,g′(x)≥0,所以函数g(x)在[1,+∞)上是增函数.              …(8分) 由已知,不妨设1≤x1<x2<+∞,则g(x1)<g(x2), 所以,即;                 …(10分) (3)令函数h(x)=x3-x2+ln(x+1),…(12分) 则, 当x∈[0,+∞)时,h′(x)>0,函数h(x)在[0,+∞)上单调递增.            …(14分) 又h(0)=0,所以当x∈(0,+∞)时,恒有h(x)>h(0)=0,即ln(x+1)>x2-x3恒成立. 取,则有恒成立, 故存在最小的正整数N=1,使得当n≥N时,不等式恒成立.…(16分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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