已知函数f(x)=(2x+1)ln(2x+1)-a(2x+1)2-x(a>0).
(1)若函数f(x)在x=0处取极值,求a的值;
(2)如图,设直线x=-,y=-x将坐标平面分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域(不含边界),若函数y=f(x)的图象恰好位于其中一个区域内,判断其所在的区域并求对应的a的取值范围;
(3)比较32×43×54×…×20122011与23×34×45×…×20112012的大小,并说明理由.
网友回答
解:(1)∵f(x)=(2x+1)ln(2x+1)-a(2x+1)2-x,
∴f′(x)=2ln(2x+1)-4a(2x+1)+1,
∵f(x)在x=0处取极值,∴f′(0)=-4a+1=0,∴a=,经检验a=符合题意,故a=.
(2)∵函数的定义域为(-,+∞),且当x=0时,f(0)=-a<0,又直线y=-x恰好过原点,所以函数y=f(x)的图象应位于区域Ⅲ内,于是f(x)<-x,即 (2x+1)ln(2x+1)-a(2x+1)2-x<-x,∵2x+1>0,∴a>,令h(x)=,∴h′(x)=,令h′(x)=0,得x=,∵x>-,∴x∈(-,)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,x∈(,+∞)时,h′(x)<0,h(x)单调递减.∴mmax(x)=m()=,∴a的取值范围是:a>.
(3)由(2)知,函数m(x)=在x∈(,+∞)时单调递减,∴函数p(x)=在x∈(e,+∞)时,单调递减,∴<,∴xln(x+1)<(x+1)lnx,∴ln(x+1)x<lnx(x+1),即(x+1)x<x(x+1),∴令x=3,4,…,2011,则43<34,54<45,…,20122011<20112012.
又32×43<23×34,
∴32×43×54×…×20122011<23×34×45×…×20112012.
解析分析:(1)由f(x)=(2x+1)ln(2x+1)-a(2x+1)2-x得f′(x)=2ln(2x+1)-4a(2x+1)+1,由f(x)在x=0处取极值,能求出a.(2)由函数的定义域为(-,+∞),且当x=0时,f(0)=-a<0,又直线y=-x恰好过原点,所以函数y=f(x)的图象应位于区域Ⅲ内,于是f(x)<-x,由此能求出a的取值范围.(3)由(2)知,函数m(x)=在x∈(,+∞)时单调递减,函数p(x)=在x∈(e,+∞)时,单调递减,故 (x+1)x<x(x+1),由此能比较32×43×54×…×20122011与23×34×45×…×20112012的大小.
点评:本题考查利用导数求闭区间上函数最值的应用,综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答,注意挖掘题中的隐含条件,合理地进行等价转化.