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設函數f(x)=(1+x)2-2ln(1+x).
(1)求f(x)的單調區間;
(2)求函數f(x)在[m,m+1](m>-1)上的最小值;
(3)若關于x的方程f(x)=x2+x+a在區間[0,2]上恰好有兩個相異的實根,求實數a取值范圍.
【答案】分析:(1)先求函數的定義域(-1,+∞),對函數求導可得,分別令f′(x)>0,f′(x)<0解得x的范圍,即為函數的單調增區間和減區間
(2)討論m的取值范圍,確定函數f(x)在[m,m+1]上的單調性,結合單調性以確定函數在區間[m,m+1]上的最值
(3)由f(x)=x2+x+a在[0,2]有兩不等的根⇒x-a+1-2ln(1+x)=0在區間[0,2]上有兩不等的根,構造函數g(x)=x-a+1-2ln(1+x),對函數求導,由導數判斷函數的單調減區間[0,1],增區間[1,2],從而可得求出a的取值范圍
解答:解:(1)函數的定義域為(-1,+∞).(1分)
∵f′(x)=2[(x+1)-=
由f′(x)>0,得x>0;由f′(x)<0,得-1<x<0.(3分)
∴f(x)的遞增區間是(0,+∞),遞減區間是(-1,0).(4分)

(2)①當m≥0時,f(x)在[m,m+1]是增加的
此時f(x)min=f(m)=(m+1)2-2ln(1+m)(6分)
②當-1<m<0時,f(x)在[m,0]是減少的、在[0,m+1]是增加的
此時f(x)min=f(0)=1

(3)方程f(x)=x2+x+a,x-a+1-2ln(1+x)=0.
記g(x)=x-a+1-2ln(1+x),
∵g′(x)=1-,(9分)
由g′(x)>0,得x>1或x<-1(舍去).由g′(x)<0,得-1<x<1.
∴g(x)在[0,1]上遞減,在[1,2]上遞增.(10分)
為使方程f(x)=x2+x+a在區間[0,2]上恰好有兩個相異的實根,
只須g(x)=0在[0,1]和(1,2]上各有一個實數根,于是有
∵2-2ln2<3-2ln3,
∴a∈(2-ln2,3-2ln3](12分)
點評:本題主要考查了利用導數求函數在閉區間上的單調性、最值、及根的分布問題,體現了分類討論及轉化思想的數學思想在解題中的應用.
練習冊系列答案
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(1)判斷函數f(x)=-x+1,g(x)=2x-1是否是M的元素;
(2)設函數f(x)=log2(1-2x),求f(x)的反函數f-1(x),并判斷f(x)是否是M的元素;
(3)f(x)=
axx+b
∈M(a<0),求使f(x)<1成立的x的范圍.

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記函數f(x)=f1(x),f(f(x))=f2(x),它們定義域的交集為D,若對任意的x∈D,f2(x)=x,則稱f(x)是集合M的元素,
例如f(x)=-x+1,對任意x∈R,f2(x)=f(f(x))=-(-x+1)+1=x,故f(x)=-x+1∈M.
(1)設函數f(x)=log2(1-2x),判斷f(x)是否是M的元素,并求f(x)的反函數f-1(x);
(2)f(x)=
axx+b
∈M
(a<0),求使f(x)<1成立的x的范圍.

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科目:高中數學 來源: 題型:

(1)設函數f(x)=xlog2x+(1-x)log2(1-x)(0<x<1),求f(x)的最小值.
(2)設正數P1,P2,P3,…P2n滿足P1+P2+…P2n=1,求證:P1log2P1+P2log2P2+P3log2P3+…+P2nlog2P2n≥-n.

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