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设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0. (1)若b=-12,求f(...

设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.
(1)若b=-12,求f(x)在[1,3]的最小值;
(2)如果f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,求实数b的取值范围;
(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)当b=-12时,由得x=2,可判断出当x∈[1,2)时,f(x)单调递减;当x∈(2,3]时,f(x)单调递增,故f(x)在[1,3]的最小值在x=2时取得. (2)要使f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,即f(x)在定义域内与X轴有三个不同的交点,即使在(-1,+∞)有两个不等实根,即2x2+2x+b=0在(-1,+∞)有两个不等实根,可以利用一元二次函数根的分布可得,解之即可求b的范围. (3)先构造函数h(x)=x3-x2+ln(x+1),然后研究h(x)在[0,+∞)上的单调性,求出函数h(x)的最小值,从而得到ln(x+1)>x2-x3,最后令,即可证得结论. 【解析】 (1)由题意知,f(x)的定义域为(-1,+∞), b=-12时,由,得x=2(x=-3舍去), 当x∈[1,2)时,f′(x)<0,当x∈(2,3]时,f′(x)>0, 所以当x∈[1,2)时,f(x)单调递减;当x∈(2,3]时,f(x)单调递增, 所以f(x)min=f(2)=4-12ln3 (2)由题意在(-1,+∞)有两个不等实根, 即2x2+2x+b=0在(-1,+∞)有两个不等实根, 设g(x)=2x2+2x+b,则,解之得; (3)对于函数f(x)=x2-ln(x+1),令函数h(x)=x3-f(x)=x3-x2+ln(x+1) 则, ∴当x∈[0,+∞)时,h′(x)>0 所以函数h(x)在[0,+∞)上单调递增, 又h(0)=0, ∴x∈(0,+∞)时,恒有h(x)>h(0)=0 即x2<x3+ln(x+1)恒成立. 取,则有恒成立. 显然,存在最小的正整数N=1,使得当n≥N时,不等式恒成立
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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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