已知函数 f(x)=ln(1+x)+a x ,a∈R是常数.(1)讨论f(x)的单调性;(2)求 a=- 1

2025-06-28 03:56:25
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回答1:

(1) f′(x)=
1
1+x
+
a
2
x
=
ax+2
x
+a
2
x
(1+x)

若a≥0,则f′(x)>0,f(x)在定义域内单调递增;若a≤-1,
则f′(x)<0,f(x)在定义域内单调递减;若-1<a<0,由f′(x)=0
解得, x 1 =
2- a 2 -2
1- a 2
a 2
x 2 =
2- a 2 +2
1- a 2
a 2

直接讨论f′(x)知,f(x)在 [0,
2- a 2 -2
1- a 2
a 2
)

(
2- a 2 +2
1- a 2
a 2
,+∞)
单调递减,
[
2- a 2 -2
1- a 2
a 2
2- a 2 +2
1- a 2
a 2
]
单调递增.
(2)观察得f(0)=0, a=-
1
2
时,
由①得f(x)在 [0,7-4
3
)
单调递减,
所以f(x)在 [0,7-4
3
)
上有且只有一个零点;
f( x 1 )=f(7-4
3
)<f(0)=0

计算得 f( x 2 )=f(7+4
3
)=ln(8+4
3
)-
1
2
(2+
3
)>ln e 2 -2=0

f(x 1 )f(x 2 )<0且f(x)在区间 [7-4
3
,7+4
3
]
单调递增,
所以f(x)在 [7-4
3
,7+4
3
]
上有且只有一个零点;
根据对数函数与幂函数单调性比较知,
存在充分大的M∈R,使f(M)<0,f(x 2 )f(M)<0
且f(x)在区 (7+4
3
,+∞)
单调递减,
所以f(x)在 (7+4