已知函数f(x)=lg(x+a/x+1-1),其中a是大于零的常数. (1)求函数f(x)的定义域; (2)当a∈(1,4)时,求函数f(x)的最小值; (3)若∀x∈[0,+∞)恒有f(x)>0,试确定实数a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=lg(x+

a
x+1
-1),其中a是大于零的常数.
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)当a∈(1,4)时,求函数f(x)的最小值;
(3)若∀x∈[0,+∞)恒有f(x)>0,试确定实数a的取值范围.

(1)x+

a
x+1
-1>0,
x2+a-1
x+1
>0,
因为a>0,故当a>1时,定义域为(-1,+∞);
当a=1时,定义域为(-1,0)∪(0,+∞);
当0<a<1时,定义域为(-1,-
1-a
)∪(
1-a
,+∞)

(2)令g(x)=x+
a
x+1
-1=x+1+
a
x+1
-2

当a∈(1,4)时,由(1)得x∈(-1,+∞),故x+1>0,
所以g(x)=x+
a
x+1
-1=x+1+
a
x+1
-2≥2
a
-2

当且仅当x+1=
a
x+1
x=
a
-1
时等号成立.
故f(x)的最小值为lg(2
a
-2)

(3)∀x∈[0,+∞),恒有f(x)>0,
x+
a
x+1
-1>1,
a
x+1
>2-x
,又x∈[0,+∞),
则a>(2-x)(x+1),a>-x2+x+2恒成立,故a>
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