已知函数f(x)=ln(1+x)-x+k2x2(k≥0).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).求f(x)的单调区间.

∵f(x)=ln(1+x)-x+

k
2
x2,x>-1
∴f′(x)=
1
1+x
-1+kx=
kx2+(k−1)x
1+x

令g(x)=kx2+(k-1)x,k≥0,x>-1
(1)当k=0时,g(x)=-x
当-1<x<0时,g(x)>0,所以f′(x)>0,函数f(x)在(-1,0)上单调递增,
当x>0时,g(x)<0,所以f′(x)<0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,
(2)当k≠0时,g(x)=x[kx+(k-1)]
令g(x)=x[kx+(k-1)]=0,解得x=0,或x=
1
k
-1,
①当
1
k
-1<0时,即k>1时,
1
k
-1<0,解得k≥0,于已知矛盾,
1
k
-1<x<0时,g(x)<0,所以f′(x)<0,函数f(x)在(
1
k
-1,0)上单调递减,
当x>0时,g(x)>0,所以f′(x)>0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,
②当
1
k
-1>0时,即0<k<1时,
当0<x<
1
k
-1时,g(x)<0,所以f′(x)<0,函数f(x)在(0,
1
k
-1)上单调递减,
当x>
1
k
-1时,g(x)>0,所以f′(x)>0,函数f(x)在(
1
k
-1,+∞)上单调递增,
③当k=1时,g(x)≥0,所以f′(x)>0,函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,
答案解析:先求导,令g(x)=kx2+(k-1)x,再分当k=0,0<k<1,k=1,k>1四种情况讨论得到函数的单调区间.
考试点:利用导数研究函数的单调性.
知识点:本题主要考查了导数与函数的单调性的问题,本题的关键是分类,比较复杂,属于中档题.