设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.(1)若b=-12,求f(x)在[1,3]的最小值;(2)如果f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,求实数b的取

发布时间:2020-07-31 11:59:02

设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.
(1)若b=-12,求f(x)在[1,3]的最小值;
(2)如果f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,求实数b的取值范围;
(3)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)由题意知,f(x)的定义域为(-1,+∞),
b=-12时,由,得x=2(x=-3舍去),
当x∈[1,2)时,f′(x)<0,当x∈(2,3]时,f′(x)>0,
所以当x∈[1,2)时,f(x)单调递减;当x∈(2,3]时,f(x)单调递增,
所以f(x)min=f(2)=4-12ln3
(2)由题意在(-1,+∞)有两个不等实根,
即2x2+2x+b=0在(-1,+∞)有两个不等实根,
设g(x)=2x2+2x+b,则,解之得;
(3)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)当b=-12时,由得x=2,可判断出当x∈[1,2)时,f(x)单调递减;当x∈(2,3]时,f(x)单调递增,故f(x)在[1,3]的最小值在x=2时取得.(2)要使f(x)在定义域内既有极大值又有极小值,即f(x)在定义域内与X轴有三个不同的交点,即使在(-1,+∞)有两个不等实根,即2x2+2x+b=0在(-1,+∞)有两个不等实根,可以利用一元二次函数根的分布可得,解之即可求b的范围.(3)先构造函数h(x)=x3-x2+ln(x+1),然后研究h(x)在[0,+∞)上的单调性,求出函数h(x)的最小值,从而得到ln(x+1)>x2-x3,最后令,即可证得结论.

点评:本题以函数为载体,考查函数的最值,考查函数的单调性.第一问判断f(x)在定义域的单调性即可求出最小值.第二问将f(x)在定义域内既有极大值又有极小值问题转化为f(x)在定义域内与X轴有三个不同的交点是解题的关键,第三问的关键是构造新函数,利用导数证明不等式.
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