考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值
專題:導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(Ⅰ)將a=
時(shí)代入函數(shù)f(x)解析式,求出函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù),令導(dǎo)函數(shù)等于零,求出其根;然后列出x的取值范圍與f′(x)的符號(hào)及f(x)的單調(diào)性情況表,從表就可得到函數(shù)f(x)的極值;
(Ⅱ)由題意首先求得:
f′(x)=,故應(yīng)按a<0,a=0,a>0分類討論:當(dāng)a≤0時(shí),易知函數(shù)f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞增,在(0,+∞)上單調(diào)遞減,從而當(dāng)b∈(0,1)時(shí)f(b)<f(0),則不存在實(shí)數(shù)b∈(1,2),符合題意;當(dāng)a>0時(shí),令f′(x)=0有x=0或
x=-1,又要按根
x=-1大于零,小于零和等于零分類討論;對(duì)各種情況求函數(shù)f(x)x∈(-1,b]的最大值,使其最大值恰為f(b),分別求得a的取值范圍,然而將所得范圍求并即得所求的范圍;若求得的a的取值范圍為空則不存在,否則存在.
解答:
解:(Ⅰ)當(dāng)a=
時(shí),
f(x)=ln(x+1)+x2-x,
則
f′(x)=+x-1,化簡(jiǎn)得
f′(x)=(x>-1),
列表如下:
x | (-1,0) | 0 | (0,1) | 1 | (1,+∞) |
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | 增 | 極大值 | 減 | 極小值 | 增 |
∴函數(shù)f(x)在(-1,0),(1,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,1)上單調(diào)遞減,且f(0)=0,
f(1)=ln2-
,
∴函數(shù)y=f(x)在x=1處取到極小值為
ln2-,在x=0處取到極大值為0;
(Ⅱ)由題意
f′(x)=,
(1)當(dāng)a≤0時(shí),函數(shù)f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞增,在(0,+∞)上單調(diào)遞減,
此時(shí),不存在實(shí)數(shù)b∈(1,2),使得當(dāng)x∈(-1,b)時(shí),函數(shù)f(x)的最大值為f(b);
(2)當(dāng)a>0時(shí),令f′(x)=0有x=0或
x=-1,
①當(dāng)
-1<0,即a>
時(shí),函數(shù)f(x)在(
-1,-1)和(0,+∞)上單調(diào)遞增,
在(
-1,0)上單調(diào)遞減,要存在實(shí)數(shù)b∈(1,2),使得當(dāng)x∈(-1,b]時(shí),
函數(shù)f(x)的最大值為f(b),則f(
-1)<f(1),代入化簡(jiǎn)得
ln2a++ln2-1>0,
令
g(a)=ln2a++ln2-1(a>
),
∵
g′(x)=(1-)>0恒成立,故恒有
g(a)>g()=ln2->0,
∴a
>時(shí),
ln2a++ln2-1>0恒成立;
②當(dāng)
-1>0,即0<a<
時(shí),函數(shù)f(x)在(-1,0)和(
-1,+∞)上單調(diào)遞增,
在(0,
-1)上單調(diào)遞減,此時(shí)由題,只需
,解得a≥1-ln2,
又1-lna
<,
∴此時(shí)實(shí)數(shù)a的取值范圍是1-ln2≤a<
;
③當(dāng)a=
時(shí),函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上單調(diào)遞增,顯然符合題意.
綜上,實(shí)數(shù)a的取值范圍是[1-ln2,+∞).
點(diǎn)評(píng):本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查了利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值,著重考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想方法和數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想方法,解答該題要求考生具有較強(qiáng)的邏輯思維能力,屬難度較大的題目.