Question

已知函數(shù)f（x）=x²+bsinx-2，（b∈R），且對任意x∈R，有f（-x）=f（x）．
（1）求b；
（2）已知g（x）=f（x）+2（x+1）+alnx在區(qū)間（0，1）上為單調(diào)函數(shù)，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．
（3）討論函數(shù)h(x)=ln(1+x2)-

1

2

f(x)-k的零點(diǎn)個(gè)數(shù)？（提示：[ln(1+x2)]′=

2x

1+x2

）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)f（-x）=f（x）建立等式關(guān)系，即可求出b的值；
（2）g（x）=f（x）+2（x+1）+alnx在區(qū)間（0，1）上為單調(diào)函數(shù)，則g′(x)=2x+2+

a

x

(x＞0)在（0，1）上恒成立，然后將a分離出來，研究不等式另一側(cè)的最值即可求出a的范圍；
（3）令y=ln(1+x2)-

1

2

x2+1，研究該函數(shù)的單調(diào)性和極值，結(jié)合圖形可判斷函數(shù)h(x)=ln(1+x2)-

1

2

f(x)-k的零點(diǎn)個(gè)數(shù)．

解答：解：（1）由f（-x）=（-x）²+bsin（-x）-2=f（x）得b=0．…（2分）
（2）g（x）=f（x）+2（x+1）+alnx=x²+2x+alnx所以g′(x)=2x+2+

a

x

(x＞0)…（4分）
依題意，2x+2+

a

x

≥0或2x+2+

a

x

≤0在（0，1）上恒成立…（6分）
即2x²+2x+a≥0或2x²+2x+a≤0在（0，1）上恒成立
由a≥-2x2-2x=-2(x+

1

2

)2+

1

2

在（0，1）上恒成立，可知a≥0．
由a≤-2x2-2x=-2(x+

1

2

)2+

1

2

在（0，1）上恒成立，
可知a≤-4，所以a≥0或a≤-4．…（9分）
（3）h(x)=ln(1+x2)-

1

2

x2+1-k，令y=ln(1+x2)-

1

2

x2+1．
所以y′=

2x

1+x2

-x=-

(x+1)x(x-1)

x2+1

…（10分）
令y'=0，則x₁=-1，x₂=0，x₃=1，列表如下：

x	（-∞，-1）	-1	（-1，0）	0	（0，1）	1	（1，+∞）
y'	+	0	-	0	+	0	-
h（x）	單調(diào)遞增	極大值ln2+ 1 2	單調(diào)遞減	極小值1	單調(diào)遞增	極大值ln2+ 1 2	單調(diào)遞減

所以當(dāng)k＞ln2+

1

2

時(shí)，函數(shù)無零點(diǎn)；
當(dāng)k＜1或k=ln2+

1

2

時(shí)，函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)k=1時(shí)，函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)．當(dāng)1＜k＜ln2+

1

2

時(shí)，函數(shù)有四個(gè)零點(diǎn)．…（16分）

點(diǎn)評：本題主要考查了偶函數(shù)的性質(zhì)，以及函數(shù)的單調(diào)性和極值等有關(guān)基礎(chǔ)知識，同時(shí)考查了恒成立問題，屬于中檔題．