已知函数f(x)=aln(x+1)+(x+1)2在x=1处有极值.
(1)求实数a值;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)试问是否存在实数m,使得不等式m2+tm+e2﹣14≤f(x)对任意x∈[e﹣1,e]及t∈[﹣1,1]恒成立?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.(e=2.71828…)
已知函数f(x)=aln(x+1)+(x+1)2在x=1处有极值.
(1)求实数a值;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)试问是否存在实数m,使得不等式m2+tm+e2﹣14≤f(x)对任意x∈[e﹣1,e]及t∈[﹣1,1]恒成立?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.(e=2.71828…)
【考点】利用导数研究函数的极值;函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性.
【专题】计算题.
【分析】(1)先求出f′(x),因为函数在x=1处有极值,所以得f′(1)=0,代入求出a的值即可;
(2)把a的值代入到f(x)中,求出导函数=0时x的值,在函数的自变量的范围中令导函数大于0,求出x的范围即为函数的增区间,令导函数小于0,求出x的范围即为函数的减区间;
(3)根据1<e﹣1得到f'(x)>0,所以x∈[e﹣1,e]时,f(x)min=f(e﹣1),让m2+tm+e2﹣14≤f(e﹣1),t∈[﹣1,1]恒成立,化简后令g(t)=m2+mt﹣6,得到g(﹣1)≤0,g(1)≤0,解出解集求出m的范围即可.
【解答】解:(1)因为f(x)=aln(x+1)+(x+1)2,
所以.
由f′(1)=0,可得,a=﹣8.
经检验a=﹣8时,函数f(x)在x=1处取得极值,
所以a=﹣8.
(2)f(x)=﹣8ln(x+1)+(x+1)2, =
.
而函数f(x)的定义域为(﹣1,+∞),
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如表:
由表可知,f(x)的单调减区间为(﹣1,1),f(x)的单调减区间为(1,+∞).
(3)∵1<e﹣1,∴f'(x)>0,x∈[e﹣1,e]时,f(x)min=f(e﹣1)=﹣8+e2
不等式m2+tm+e2﹣14≤f(x)对任意x∈[e﹣1,e]及t∈[﹣1,1]恒成立,
即m2+tm+e2﹣14≤f(x)min⇔m2+tm+e2﹣14≤﹣8+e2,
即m2+tm﹣6≤0对t∈[﹣1,1]恒成立,
令g(t)=m2+mt﹣6,⇒g(﹣1)≤0,g(1)≤0,
解得﹣2≤m≤2为所求.
【点评】考查学生利用导数研究函数极值的能力,利用导数研究函数的单调性的能力,以及理解函数恒成立时所取的条件.