每日一题[904]寻找分界点

已知函数$f(x)=x^2-2ax+4(a-1)\ln (x+1)$,其中实数$a<3$.

(1) 判断$x=1$是否为函数$f(x)$的极值点,并说明理由;

(2) 若$f(x)\leqslant 0$在区间$[0,1]$上恒成立,求$a$的取值范围.


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分析与解 (1) 函数$f(x)$的导函数\[f'(x)=\dfrac 2{x+1}(x-1)(x+2-a),\]由于$a-2<1$,因此$x=1$是函数$f(x)$的极小值点.

(2) 由于$f(0)=0$,而$f'(0)=2(a-2)$,因此$a=2$是讨论的分界点.

情形一 $2<a<3$.此时在区间$(0,a-2)$上,$f'(x)> 0$,$f(x)$单调递增,结合$f(0)=0$,有$f(x)>0$,不符合题意.

情形二 $a\leqslant 2$.此时在区间$[0,1]$上,$f'(x)\leqslant 0$,$f(x)$单调递减,结合$f(0)=0$,有$f(x)\leqslant 0$,符合题意.

综上所述,$a$的取值范围是$(-\infty ,2]$.

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