Question

已知函數(shù)f(x)=(1+x)²-aln(1+x)²在(-2,-1)上是增函數(shù)，在（-∞，-2）上為減函數(shù).

（1）求f(x)的表達式；

（2）若當x∈時，不等式f(x)＜m恒成立，求實數(shù)m的值；

（3）是否存在實數(shù)b使得關(guān)于x的方程f(x)=x²+x+b在區(qū)間［0，2］上恰好有兩個相異的實根，若存在，求實數(shù)b的取值范圍.

Answer 1

（1）f(x)=(1+x)²-ln(1+x)²（2）使原不等式恒成立只需m＞e²-2即可（3）存在這樣的實數(shù)b,當2-2ln2＜b≤3-2ln3時滿足條件

解析:

  （1）∵f′(x)=2(1+x)-

=2·,

依題意f(x)在(-2,-1)上是增函數(shù)，在（-∞,-2)上為減函數(shù).∴x=-2時，f（x）有極小值，∴f′（-2）=0.

代入方程解得a=1,

故f(x)=(1+x)²-ln(1+x)².

(2)由于f′(x)=2(1+x)-=,

令f′(x)=0,得x₁=0,x₂=-2.

（由于x∈，故x₂=-2舍去），易證函數(shù)在上單調(diào)遞減，

在［0，e-1］上單調(diào)遞增，且f()=+2,f(e-1)=e²-2＞+2,

故當x∈時，f(x)_max=e²-2,

因此若使原不等式恒成立只需m＞e²-2即可.

（3）若存在實數(shù)b使得條件成立，

方程f(x)=x²+x+b

即為x-b+1-ln(1+x)²=0,

令g(x)=x-b+1-ln(1+x)²,

則g′(x)=1-=,

令g′(x)＞0,得x＜-1或x＞1,

令g′(x)＜0,得-1＜x＜1,

故g(x)在［0，1］上單調(diào)遞減，在［1，2］上單調(diào)遞增，要使方程f(x)=x²+x+b在區(qū)間［0，2］上恰好有兩個相異的實根，只需g(x)=0在區(qū)間［0，1］和［1，2］上各有一個實根，于是有2-2ln2＜b≤3-2ln3,

故存在這樣的實數(shù)b,當2-2ln2＜b≤3-2ln3時滿足條件.