数学救急室
#05ae8954-e5c1-4f66-821d-778721746bb0中等解答题导数与零点问题导数

5.(2023春•咸阳期末)已知函数f(x)=xln(x+1),g(x)=a(x+1x+1−1)f(x)=xln(x+1),g(x)=a(x+\frac{1}{x+1}-1). (1)求曲线y=f(x)y=f(x)在点(1(1,ff(1)))处的切线方程; (2)记h(x)=g(x)−f(x)h(x)=g(x)-f(x),若当x∈(−1,0)x\in (-1,0)时,h(x)>0h(x)>0恒成立,求正实数aa的取值范围.

解析
【主解法】 第1步:(1)由f(x)=xln(x+1)f(x)=xln(x+1),得f′(x)=ln(x+1)+xx+1f\prime (x)=ln(x+1)+\frac{x}{x+1}, \therefore<span class="katex-error" title="ParseError: KaTeX parse error: Can&#x27;t use function &#x27;' in math mode at position 28: …ln2+\frac{1}{2}̲,又f(1)(1)=ln2,…" style="color:#cc0000">f\prime (1)=ln2+\frac{1}{2},又ff(1)=ln2=ln2, ∴\therefore曲线y=f(x)y=f(x)在点(1(1,ff(1) 写出函数f(x)的解析式 第2步:即y=(ln2+12)x−12y=(ln2+\frac{1}{2})x-\frac{1}{2}; 写出本步骤的数学表达式 第3步:(2)∵</span>f(x)=xln(x+1),g(x)=a(x+1x+1−1)\because</span>f(x)=xln(x+1),g(x)=a(x+\frac{1}{x+1}-1), \therefore<span class="katex-error" title="ParseError: KaTeX parse error: Can&#x27;t use function &#x27;' in math mode at position 55: …+1),x\in (-1,0)̲,\therefore" style="color:#cc0000">h(x)=g(x)-f(x)=ax+\frac{a}{x+1}-a-xln(x+1),x\in (-1,0),,\thereforeh\prime (x) 写出f(x)的表达式 第4步:令y=x2+3x+2y=x^{2}+3x+2,改函数在(−1,0)(-1,0)上单调递增,可得x2+3x+2∈(0,2)x^{2}+3x+2\in (0,2). 写出本步骤的数学表达式 第5步:当a⩾1a\geqslant 1时,2a−(x2+3x+2)>02a-(x^{2}+3x+2)>0,则h′′(x)>0h\prime \prime (x)>0, ∴h′(x)\therefore h\prime (x)在(−1,0)(-1,0)上单调递增,有h′(x)<h′(0)=0h\prime (x)<h\prime (0)=0, ∴h(x)\therefore h(x)在计算h″(x)>0成立时h′(x)的极小值点横坐标第6步:当计算h″(x)>0成立时h′(x)的极小值点横坐标 第6步:当0<a<1时,存在实数时,存在实数x_{0}\in (-1,0),使,使x\in (x_{0},,0)时,时,2a-(x^{2}+3x+2)<0,当, 当0<a<1时,存在实数时,存在实数x_{0}\in (-1,0),使,使x\in (x_{0},,0)时,时,2a-(x^{2}+3x+2)<0,第7步:即, 第7步:即h\prime \prime (x)<0,,\therefore h\prime (x)在在(x_{0},,0)上单调递减,上单调递减,\therefore h\prime (x)>h\prime (0)=0,则,则h(x)在在(x_{0},,0)上单调递增,上单调递增,\therefore x\ 计算h′(x)在x=0处的函数值