解答题已知函数f(x)=.
(Ⅰ)讨论函数f(x)的极值情况;
(Ⅱ)设g(x)=ln(x+1),当x1>x2>0时,试比较f(x1-x2)与g(x1-x2)及g(x1)-g(x2)三者的大小;并说明理由.
网友回答
解(Ⅰ):当x>0时,f(x)=ex-1在(0,+∞)单调递增,且f(x)>0;
当x≤0时,f′(x)=x2+2mx.
(ⅰ)若m=0,f′(x)=x2≥0,f(x)=x3在(-∞,0]上单调递增,且f(x)=x3≤0.
又f(0)=0,∴f(x)在R上是增函数,无极植;
(ⅱ)若m<0,f′(x)=x(x+2m)>0,则f(x)=x3+mx2在(-∞,0)单调递增,
同①可知f(x)在R上也是增函数,无极值;(4分)
(ⅲ)若m>0,f(x)在(-∞,-2m]上单调递增,在(-2m,0)单调递减,
又f(x)在(0,+∞)上递增,故f(x)有极小值f(0)=0,f(x)有极大值f(-2m)=m3.(6分)
(Ⅱ)当x>0时,先比较ex-1与ln(x+1)的大小,
设h(x)=ex-1-ln(x+1)(x>0)
h′(x)=ex->0恒成立
∴h(x)在(0,+∞)是增函数,h(x)>h(0)=0
∴ex-1-ln(x+1)>0即ex-1>ln(x+1)
也就是f(x)>g(x),对任意x>0成立.
故当x1-x2>0时,f(x1-x2)>g(x1-x2)(10分)
再比较g(x1-x2)=ln(x1-x2+1)与g(x1)-g(x2)=ln(x1+1)-ln(x2+1)的大小.
∵g(x1-x2)-[g(x1)-g(x2)]=ln(x1-x2+1)-ln(x1+1)+ln(x2+1)=ln
=ln[1+]>0
∴g(x1-x2)>g(x1)-g(x2)
∴f(x1-x2)>g(x1-x2)>g(x1)-g(x2).(12分)解析分析:(Ⅰ)对函数的解析式进行研究,当x>0时,函数是增函数,且函数值为正,故极值只可能存在于x<0时,求导,研究函数的单调性,由于导数中存在参数m,其取值范围对导数的取值有影响,故需要对其分类讨论,观察发现需要分m=0,m>0,m<0三类进行研究.(Ⅱ)三数的比较中前两数的比较可以构造新函数,研究其函数值的取值范围确定两数的大小,后两数的比较由于牵涉到两个变量,且函数名相同故可以采用作差法比较.点评:本题考查利用导数研究函数的极值,求解的关键在第一小题中是根据导数的解析式对参数进行分类,在第二小题中通过观察灵活选择比较大小的方法是解本题的关键,很重要,前两者的比较选用了函数法,后两者的比较选用了作差法,根据不同情况作出不同选择,体现了数学解题的灵活性.本题考查了观察能力及灵活转化的能力以及分类讨论的思想,较难!