已知函数f(x)=ln(1+x)-x+k2x2(k≥0).(Ⅰ)当k=2时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(Ⅱ)求f(x)的单调区间.

问题描述:

已知函数f(x)=ln(1+x)-x+

k
2
x2(k≥0).
(Ⅰ)当k=2时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间.

(I)当K=2时,f(x)=ln(1+x)−x+x2,f′(x)=

1
1+x
−1+2x
由于f(1)=ln(2),f′(1)=
3
2
所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为
y−ln2=
3
2
(x−1)
.即3x-2y+2ln2-3=0
(II)f'(x)=
1
1+x
-1+kx(x>-1)
当k=0时,f′(x)=−
x
1+x

因此在区间(-1,0)上,f'(x)>0;在区间(0,+∞)上,f'(x)<0;
所以f(x)的单调递增区间为(-1,0),单调递减区间为(0,+∞);
当0<k<1时,f′(x)=
x(kx+k−1)
1+x
=0
,得x1=0,x2
1−k
k
 >0

因此,在区间(-1,0)和(
1−k
k
,+∞)
上,f'(x)>0;在区间(0, 
1−k
k
 )
上,f'(x)<0;
即函数f(x)的单调递增区间为(-1,0)和(
1−k
k
,+∞)
,单调递减区间为(0,
1−k
k
);
当k=1时,f′(x)=
x2
1+x
.f(x)的递增区间为(-1,+∞)
当k>1时,由f′(x)=
x(kx+k−1)
1+x
=0
,得x1=0,x2
1−k
k
∈(−1,0)

因此,在区间(−1,
1−k
k
)
和(0,+∞)上,f'(x)>0,在区间(
1−k
k
,0)
上,f'(x)<0;
即函数f(x)的单调递增区间为(−1,
1−k
k
)
和(0,+∞),单调递减区间为(
1−k
k
,0)

答案解析:(I)根据导数的几何意义求出函数f(x)在x=1处的导数,从而求出切线的斜率,然后求出切点坐标,再用点斜式写出直线方程,最后化简成一般式即可;
(II)先求出导函数f'(x),讨论k=0,0<k<1,k=1,k>1四种情形,在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0即可.
考试点:利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性.

知识点:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及函数的单调性等基础知识,考查运算求解能力、推理论证能力,考查数形结合思想、化归与转化思想、分类讨论的数学思想,属于基础题.