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18导数及其应用★★★☆☆
已知函数 f(x)=x−1x+a+ln⁡(x+1)f(x) = \frac{x - 1}{x + a} + \ln\left(x + 1\right),其中实数 a≠1a \neq 1.
(1) 若 a=2a = 2,求曲线 y=f(x)y = f(x) 在点 (0,f(0))(0, f(0)) 处的切线方程; (2) 若 f(x)f(x) 在 x=1x = 1 处取得极值,试讨论 f(x)f(x) 的单调性.
\begin{solution} \begin{enumerate} \item 当 a=2a=2 时,f(0)=−12f(0)=-\frac{1}{2},且 f′(x)=3(x+2)2+1x+1f'(x)=\frac{3}{(x+2)^2}+\frac{1}{x+1},所以 f′(0)=74f'(0)=\frac{7}{4}. 因此曲线在 (0,f(0))=(0,−12)(0,f(0))=\left(0,-\frac{1}{2}\right) 处的切线方程为 y+12=74xy+\frac{1}{2}=\frac{7}{4}x,即 y=74x−12y=\frac{7}{4}x-\frac{1}{2}. \item 因为函数在 x=1x=1 处取得极值,且 x=1x=1 必须属于定义域,所以 a≠−1a\neq-1. 又 f′(1)=1a+1+12=0f'(1)=\frac{1}{a+1}+\frac{1}{2}=0,解得 a=−3a=-3. 此时定义域为 (−1,3)∪(3,+∞)(-1,3)\cup(3,+\infty),并且
f′(x)=−2(x−3)2+1x+1=(x−1)(x−7)(x−3)2(x+1)f'(x)=\frac{-2}{(x-3)^2}+\frac{1}{x+1}=\frac{(x-1)(x-7)}{(x-3)^2(x+1)}
由于定义域内分母为正,故 f′(x)>0f'(x)>0 在 (−1,1)(-1,1) 和 (7,+∞)(7,+\infty) 上成立,f′(x)<0f'(x)<0 在 (1,3)(1,3) 和 (3,7)(3,7) 上成立. 因此 f(x)f(x) 在 (−1,1)(-1,1)、(7,+∞)(7,+\infty) 上单调递增,在 (1,3)(1,3)、(3,7)(3,7) 上单调递减. \end{enumerate} \end{solution}

2010 · 重庆 · 理 · 第 18 题 · 解答题

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