设f(x)=ln(x2+1),g(x)=x2-.(1)求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间,并证明对[-1,1]上的任意x1,x2,x3,都有F(x1)+F

设f(x)=ln(x2+1),g(x)=x2-.(1)求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间,并证明对[-1,1]上的任意x1,x2,x3,都有F(x1)+F

题型:不详难度:来源:
设f(x)=ln(x2+1),g(x)=x2.
(1)求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间,并证明对[-1,1]上的任意x1,x2,x3,都有F(x1)+F(x2)>F(x3);
(2)将y=f(x)的图像向下平移a(a>0)个单位,同时将y=g(x)的图像向上平移b(b>0)个单位,使它们恰有四个交点,求的取值范围.
答案
(1)在(-∞,-1)和(0,1)上单调递增,在(-1,0)和(1,+∞)上单调递减,证明见解析(2)<<1+ln 2
解析
(1)F(x)=ln(x2+1)-x2
F′(x)=.
F′(x),F(x)的值随x值的变化如下表:
x
(-∞,-1)
(-1,0)
(0,1)
(1,+∞)
F′(x)




F(x)




故F(x)在(-∞,-1)和(0,1)上单调递增,在(-1,0)和(1,+∞)上单调递减,在[-1,1]上F(x)的最小值F(x)min=F(0)=.
F(x)的最大值F(x)max=F(1)=F(-1)=ln 2.
因此F(x1)+F(x2)≥2F(x)min=1,
而F(x3)≤F(x)max=ln 2,
故F(x1)+F(x2)>F(x3).
(2)由题意可知y=ln(x2+1)-a与y=x2+b的图像恰有四个交点.
由ln(x2+1)-a=x2+b,
则a+b=ln(x2+1)-x2.
令F(x)=ln(x2+1)-x2
由(1)可知F(x)极小值=F(0)=,F(x)极大值=F(1)=ln 2.又F(4)=F(-4)<0<F(0),所以F(x)的大致图像如图所示,

图(1)
要使y=a+b与y=F(x)恰有四个交点,则<a+b<ln 2.

得到(b,a)的可行域为如图(2)所示的阴影部分.

图(2)
可视为点P(-1,-1)与可行域内的点连线的斜率,
<<1+ln 2.
举一反三
已知函数f(x)=ln x-ax(a∈R).
(1)讨论函数f(x)的单调区间;
(2)若函数g(x)=且g(x)≤1恒成立,求实数a的取值范围.
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已知函数.
(1)当时,求曲线在点的切线方程;
(2)对一切,恒成立,求实数的取值范围;
(3)当时,试讨论内的极值点的个数.
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已知函数为常数),当时取极大值,当时取极小值,则的取值范围是(  )
A.B.C.D.

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在区间上有极值点,则实数的取值范围是(   )
A.B.C.D.

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已知函数.其中.
(1)若曲线y=f(x)与y=g(x)在x=1处的切线相互平行,求两平行直线间的距离;
(2)若f(x)≤g(x)-1对任意x>0恒成立,求实数的值;
(3)当<0时,对于函数h(x)=f(x)-g(x)+1,记在h(x)图象上任取两点A、B连线的斜率为,若,求的取值范围.
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