已知函数f(x)=ax2﹣<img alt="1" src="/tk/20210512/1620750802150.png"/>x+2ln(x+1)

所属学校:学历教育 科目:高中数学 2024-11-06 09:41:57 高中数学

已知函数f(x)=ax2﹣1x+2ln(x+1)

(Ⅰ)求函数f(x)的图象在点(0,f(0))的切线方程;

(Ⅱ)设函数h(x)=f(x)﹣ln(x+1),当x∈[0,+∞)时,h(x)≤1x恒成立,求实数a的取值范围.

【答案】

解:(Ⅰ)f(0)=0,所以切点为(0,0),

∵f′(x)=2ax﹣1+2

∴f′(0)=﹣1+2=3

∴所求切线方程为y=3x,

(Ⅱ)由题设,当x∈[0,+∞)时,不等式ax2+ln(x+1)﹣x≤0恒成立,

设g(x)=ax2+ln(x+1)﹣x,(x≥0),只需g(x)max≤0即可,

由g′(x)=2ax+4﹣1=5

(1)当a=0时,g′(x)=﹣6

当x>0时,g′(x)<0,函数g(x)在[0,+∞)上单调递减,

故g(x)max=g(0)=0,满足条件,

(2)当a>0时,令g′(x)=7=0,解得x=8﹣1,

①若8﹣1≤0,即a≥1,在区间(0,+∞)上,g′(x)>0,

则函数g(x)在[0,+∞)上单调递增,g(x)≥0,当且仅当x=0时等号成立,此时不满足条件,

②若8﹣1>0,即0<a<1时,函数g(x)在(0,8﹣1)上单调递减,在区间(8﹣1,+∞)上单调递增,

g(9)=lg(1+9)>0,此时不满足条件,

(3)当a<0时,由g′(x)=7

∴2ax+(2a﹣1)<1,

∴g′(x)<0,函数g(x)在[0,+∞)上单调递减,

故g(x)max=g(0)=0,满足条件,

综上所述,实数a的取值范围为(﹣∞,0]

【解析】

(Ⅰ)根据导数的几何意义即可求出.

(Ⅱ)若对任意的x∈[0,+∞),h(x)≤x恒成立,则f(x)﹣g(x)≤0恒成立,g(x)=ax2+ln(x+1)﹣x,(x≥0),只需g(x)max≤0,分类讨论后,综合讨论结果可得实数a的取值范围.

【考点精析】本题主要考查了函数的最大(小)值与导数的相关知识点,需要掌握求函数12上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数13内的极值;(2)将函数1的各极值与端点处的函数值45比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值才能正确解答此题.

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