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设函数f(x)=x2+aln(x+1). (Ⅰ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ...

设函数f(x)=x2+aln(x+1).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数F(x)=f(x)+lnmanfen5.com 满分网有两个极值点x1,x2且x1<x2,求证F(x2)>manfen5.com 满分网
(Ⅰ)由函数f(x)的定义域为(-1,+∞),=,令g(x)=2x2+2x+a,则△=4-8a.由根的判断式进行分类讨论,能求出函数f(x)的单调区间. (Ⅱ)由F′(x)=f′(x),知函数F(x)有两个极值点时,0<a<,0<<1,由此推导出x2=∈(-,0),且g(x2)=0,即a=-(2+2x2),F(x2)=-()ln(1+x2)+ln,构造函数h(x)=x2-(2x2+2x)ln(1+x)+ln,能够证明F(x2)>. 【解析】 (Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-1,+∞),(1分) =,(x>-1),(2分) 令g(x)=2x2+2x+a,则△=4-8a. ①当△<0,即a时,g(x)>0,从而f′(x)>0, 故函数f(x)在(-1,+∞)上单调递增;(3分) ②当△=0,即a=时,g(x)≥0,此时f′(x)≥0,此时f′(x)在f′(x)=0的左右两侧不变号, 故函数f(x)在(-1,0)上单调递增; (4分) ③当△>0,即a<时,g(x)=0的两个根为,, 当,即a≤0时,x1≤-1,当0<a<时,x1>-1. 故当a≤0时,函数f(x)在(-1,)单调递减,在(,+∞)单调递增; 当0<a<时,函数f(x)在(-1,),(,+∞)单调递增, 在(,)单调递减.(7分) (Ⅱ)∵F(x)=f(x)+ln,∴F′(x)=f′(x), ∴当函数F(x)有两个极值点时0<a<,0<<1, 故此时x2=∈(-,0),且g(x2)=0,即a=-(2+2x2),(9分) ∴F(x2)=+aln(1+x2)+ln =-()ln(1+x2)+ln, 设h(x)=x2-(2x2+2x)ln(1+x)+ln,其中-,(10分) 则h′(x)=2x-2(2x+1)ln(1+x)-2x=-2(2x+1)ln(1+x), 由于-时,h′(x)>0, 故函数h(x)在(-,0)上单调递增, 故h(x).h(-)=. ∴F(x2)=h(x2)>.(14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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