设f(x)=(x+1)ln(x+1)+m(x2+2x)(m∈R)
(1)当m=-1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若当x≥0时,f(x)≤0,求实数m的取值范围.
网友回答
解:(1)函数f(x)的定义域是(-1,+∞),
令p(x)=ln(x+1)-x,
,
当x∈(-1,0)时,p′(x)>0;当x∈(0,1)时,p′(x)<0,
∴当x=0时,p(x)取最大值p(0)=ln1-0=0,
∴p(x)=ln(x+1)-x≤0,
∴ln(x+1)≤x.
当m=-1时,f(x)=(x+1)ln(x+1)-x2-2x,
则f'(x)=ln(x+1)-2x-1≤x-2x-1=-(x+1)<0
∴f(x)的单调递减区间是(-1,+∞).
(2)由题意得:f(0)=0,
f′(x)=ln(x+1)+(1+2m)+2mx
≤x+(1+2m)+2mx
=(1+2m)(x+1).
若m,x≥0时,f′(x)≤0,
即f(x)在[0,+∞)上是减函数,
故此时f(x)≤f(0)=0恒成立.
若,x≥0时,
设g(x)=ln(x+1)+(1+2m)+2mx,
则,
由>0,得x<-;
由<0,得x>-.
∴g(x)在(0,)上递增,在(-,+∞)上递减,
∴当时,f′(x)=g(x)>g(0)=1+2m>0,
故此时f(x)>f(0)=0,不符合题意.
若m≥0,x≥0时,
f(x)=(x+1)ln(x+1)+m(x2+2x)≥(x+1)ln(x+1)≥0,不符合题意.
综上所述:所求的m的取值范围是.
解析分析:(1)函数f(x)的定义域是(-1,+∞),ln(x+1)≤x.当m=-1时,f(x)=(x+1)ln(x+1)-x2-2x,f'(x)=ln(x+1)-2x-1≤x-2x-1=-(x+1)<0,由此能求出f(x)的单调区间.(2)由题意得:f(0)=0,f′(x)=ln(x+1)+(1+2m)+2mx≤x+(1+2m)+2mx=(1+2m)(x+1).由此进行分类讲座能得到所求的m的取值范围.
点评:本题考查函数的单调区间的求法和求实数m的取值范围,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,易出错,是高考的重点.易错点是分类不清导致出错.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行分类求解.