解答题设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.
(1)讨论f(x)在定义域内的单调性;
(2)是否存在最小的正整数N,使得当n≥N时,不等式恒成立.
网友回答
解:(1)函数定义域为(-1,+∞),求导数得
记g(x)=2x2+2x+b…(3分)
①当g(x)=0在(-1,+∞)上无解,即时,f(x)在(-1,+∞)单调递增
②当g(x)=0在(-1,+∞)有两个不等实根,即2x2+2x+b=0在(-1,+∞)有两个不等实根,
则,即时,f(x)在单调递增,
在单调递减,在单调递增
③当g(x)在(-1,+∞)仅有一实根,f(x)在单调递减,在单调递增…(9分)
(2)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.解析分析:(1)确定函数定义域为(-1,+∞),求导数,考查方程2x2+2x+b=0在(-1,+∞)上解的情况,利用导数的正负可得函数的单调性;(2)对于函数f(x)=x2-ln(x+1),令函数h(x)=x3-f(x)=x3-x2+ln(x+1),证明x∈(0,+∞)时,恒有h(x)>h(0)=0,再取,即可得到结论.点评:本题考查函数的单调性,考查不等式的证明,考查分类讨论的数学思想,正确分类是关键.