Question

设函数f（x）=（1+x）2-2ln（1+x）．（Ⅰ）求函数f（x）的单调区间；（Ⅱ）当0＜a＜2时，求函数g（x）=f

设函数f（x）=（1+x）2-2ln（1+x）．（Ⅰ）求函数f（x）的单调区间；（Ⅱ）当0＜a＜2时，求函数g（x）=f（x）-x2-ax-1在区间[0，3]的最小值．

Answer 1

本小题满分（14分）
解：（Ⅰ）∵f′(x)＝2(x+1)?

2

x+1

＝

2x(x+2)

x+1

．（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）定义域为（-1，+∞），
∴所以函数f（x）的单调递增区间为（0，+∞），单调递减区间为（-1，0）（5分）
（Ⅱ）由g（x）=f（x）-x²-ax-1
即g（x）=2x-ax-2ln（1+x），g′(x)＝2?a?

2

x+1

＝

(2?a)x?a

x+1

（7分）
令g'（x）=0由0＜a＜2及x＞-1，得x＝

a

2?a

且当x＝

a

2?a

时f（x）取得极小值．（8分）
∵求f（x）在区间[0，3]上最小值
∴只需讨论

a

2?a

与3的大小
①当0＜a＜

3

2

时

a

2?a

＜3
所以函数g（x）在[0，3]上最小值为g(

a

2?a

)＝a?2ln

2

2?a

（10分）
②当a＝

3

2

时

a

2?a

=3
所以函数g（x）在[0，3]上最小值为g(3)＝

3

2

?4ln2（11分）
③当a＞

3

2

时

a

2?a

＞3
所以函数g（x）在[0，3]上最小值为g（3）=

3

2

?4ln2（13分）
所以，综上可知当0＜a＜

3

2

时，函数g（x）在[0，3]上最小值为a?2ln

2

2?a

；
当a≥

3

2

时，函数g（x）在[0，3]上最小值为

3

2

?4ln2．（14分）