設函數(shù)f(x)=(1+x)2-2ln(1+x).
(Ⅰ)求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間;
(Ⅱ)當0<a<2時,求函數(shù)g(x)=f(x)-x2-ax-1在區(qū)間[0,3]的最小值.
【答案】
分析:(Ⅰ)首先求出函數(shù)的導數(shù),然后令f′(x)=0,解出函數(shù)的極值點,最后根據(jù)導數(shù)判斷函數(shù)的單調性,從而求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間.
(Ⅱ)因為函數(shù)g(x)=f(x)-x
2-ax-1,求出g(x)的導數(shù),求出函數(shù)的單調區(qū)間,然后只需討論
與3的大小,從而分類討論求出函數(shù)g(x)=f(x)-x
2-ax-1在區(qū)間[0,3]的最小值.
解答:本小題滿分(14分)
解:(Ⅰ)∵
(2分)
由f'(x)>0,得-2<x<-1或x>0;由f'(x)<0,得x<-2或-1<x<0.
又∵f(x)定義域為(-1,+∞),
∴所以函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間為(0,+∞),單調遞減區(qū)間為(-1,0)(5分)
(Ⅱ)由g(x)=f(x)-x
2-ax-1
即g(x)=2x-ax-2ln(1+x),
(7分)
令g'(x)=0由0<a<2及x>-1,得
且當
時f(x)取得極小值.(8分)
∵求f(x)在區(qū)間[0,3]上最小值
∴只需討論
與3的大小
①當
時
<3
所以函數(shù)g(x)在[0,3]上最小值為
(10分)
②當
時
=3
所以函數(shù)g(x)在[0,3]上最小值為
(11分)
③當
時
>3
所以函數(shù)g(x)在[0,3]上最小值為g(3)=
(13分)
所以,綜上可知當
時,函數(shù)g(x)在[0,3]上最小值為
;
當
時,函數(shù)g(x)在[0,3]上最小值為
.(14分)
點評:此題主要考查函數(shù)導數(shù)與函數(shù)單調性之間的關系,掌握并會熟練運用導數(shù)判斷函數(shù)的單調性,要學會分類討論,難度較大.