已知函式f xax 2 1x 1a0 存在極值設函式f x 的極小值為g a 求證 2g a

2021-08-09 05:20:48 字數 2030 閱讀 9709

1樓:匿名使用者

已知函式f(x)=(a*x^2-1)/(x+1) (a>0)存在極值。

(1)如果函式f(x)在區間(-1/2, +∞)內單調遞增,求實數a的取值範圍;

(2)設函式f(x)的極小值為g(a),求證:-20,所以h(x)為二次函式。

因為f(x)存在極值,故f'(x)必存在零點(h(x)的兩個零點不能都是-1)。

因為a>0,h(x)=a*x^2+2*a*x+1=a*(x+1)^2+1-a≥1-a,欲使h(x)有零點,需且只需h(x)的最小值h(-1)=1-a≤0,即a≥1。

又h(x)的兩個零點不能都是-1,否則f'(x)沒有零點,所以h(x)的頂點不能是(-1, 0),即h(-1)=1-a≠0,a≠1。

所以a>1。

也可以這樣計算:

因為f(x)存在極值,故f'(x)必存在零點(h(x)的兩個零點不能都是-1),所以h(x)=0的判別式δ≥0,且當δ=0時,h(-1)≠0。

δ=4*a^2-4a,令δ≥0得,a≤0或a≥1。

根據已知條件a>0,所以a≥1。

當a=1時,δ=0,h(x)=x^2+2x+1,h(-1)=0,不符合要求。

所以a>1。

(1)f(x)在區間(-1/2, +∞)內單調遞增,故f'(x)在區間(-1/2, +∞)內恆為正,所以f'(x)的零點≤-1/2,即h(x)的零點≤-1/2。

由於a>1>0,h(x)的開口向上,δ≥0,

所以h(x)的對稱軸≤-1/2,h(-1/2)≥0,

即-1≤-1/2,a*(-1/2)^2+2*a*(-1/2)+1≥0,

即-(3/4)*a+1≥0,因為a>0,所以a≤4/3。

又因為a>1,所以,a的取值範圍為(1, 4/3]。

(2)因為f''(x)=2*(a-1)/(x+1)^3,分子2*(a-1)>0,所以,當x>-1時,f''(x)>0;當x<-1時,f''(x)<0。

f'(x)的零點即是h(x)的零點,h(x)的對稱軸為x=-1,兩個零點分居x=-1兩側,設為x1、x2,x10,所以f(x)在駐點x=x2處取得極小值,即g(a)=f(x2)。

因為h(x2)=0,所以a*x2^2+2*a*x2+1=0,所以a*x2^2=-(2*a*x2+1),

所以g(a)=f(x2)=(a*x2^2-1)/(x2+1)

=(-(2*a*x2+1)-1)/(x2+1)

=-2(a*x2+1)/(x2+1)

=-2[a*(-1+√(1-1/a))+1]/√(1-1/a)

=-2[-a+a*√(1-1/a)+1]/√(1-1/a)

=-2*√a*[-a+√a*√(a-1)+1]/√(a-1) (分子分母同時乘以√a)

=-2*√a*[√a*√(a-1)-(a-1)]/√(a-1)

=-2*√a*√(a-1)*[√a-√(a-1)]/√(a-1)

=-2*√a*[√a-√(a-1)]

=-2*√a*[√a-√(a-1)] *[√a+√(a-1)]/[√a+√(a-1)]

=-2*√a*[a-(a-1)] /[√a+√(a-1)]

=-2*√a/[√a+√(a-1)]

=-2/[1+√(1-1/a)],

因為1x2時,h(x)>0,此時,f'(x)>0,f(x)遞增,所以f(x2)≤f(-1/2)=-4/3。等號當且僅當x=-1/2,即a=4/3時成立。

2樓:匿名使用者

f'(x)=[2ax*(x+1)-(ax²-1)]/(x+1)²=(ax²+2ax+1)/(x+1)²

(1)如果函式f(x)在區間(-0.5,+無窮大)上單調遞增則ax²+2ax+1>0

即方程ax²+2ax+1=0無實數解

判別式=(2a)²-4a<0

4a(a-1)<0

解得00 若f'(x)<0 則ax²+2ax+1<0解得a>1 (排除[1][2]的情況即得)所以x1=-1+√(1-1/a)<-1 x2=-1-√(1-1/a)<-2

設函式f(x)的極小值為g(a),則g(a)=x1或x2所以-2

希望能幫到你o(∩_∩)o

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