(本小题满分14分) 已知函数f(x)=(1+x)2-aln(1+x)2在(-2,-1)上是增函数,在(

(本小题满分14分)

已知函数f(x)=(1+x)2-aln(1+x)2在(-2,-1)上是增函数,在(-∞,-2)上为减函数.

(1)求f(x)的表达式;

(2)若当x∈时,不等式f(x)<m恒成立,求实数m的值;

(3)是否存在实数b使得关于x的方程f(x)=x2+x+b在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,若存在,求实数b的取值范围.

答案

解  (1)

∵f′(x)=

=, …………………………………………………………2分

依题意f(x)在(-2,-1)上是增函数,在(-∞,-2)上为减函数.∴x=-2时,f(x)有极小值,∴f′(-2)=0.

代入方程解得a=1,

故f(x)=(1+x)2-ln(1+x)2. ……………………………………………………4分

(2)由于f′(x)= ,

令f′(x)=0,得x1=0,x2=-2. …………………………………………………5分

(由于x∈,故x2=-2舍去),

易证函数在上单调递减,

在[0,e-1]上单调递增,

且f()=+2,f(e-1)=e2-2>+2, ………………………………………7分

故当x∈时,f(x)max=e2-2,

因此若使原不等式恒成立只需m>e2-2即可. ………………………………9分

(3)若存在实数b使得条件成立,

方程f(x)=x2+x+b

即为x-b+1-ln(1+x)2=0,

令g(x)=x-b+1-ln(1+x)2,

则g′(x)= , ………………………………………………10分

令g′(x)>0,得x<-1或x>1,

令g′(x)<0,得-1<x<1,  …………………………………………………11分

故g(x)在[0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增,要使方程f(x)=x2+x+b在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,只需g(x)=0在区间[0,1]和[1,2]上各有一个实根,于是有2-2ln2<b≤3-2ln3, 

故存在这样的实数b,当2-2ln2<b≤3-2ln3时满足条件. …………………14分

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