8.设函数 $f(x)=(x+a) \ln (x+b)$ ,若 $f(x) \geq 0$ ,则 $a^{2}+b^{2}$ 的最小值为 ()
设函数 f(x)=(x+a) ln (x+b),若 f(x…——2024 高考数学第 8 题答案解析
2024_新课标 II 卷 (2024)
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## 【答案】C
## 【解析】
【分析】解法一:由题意可知:$f(x)$ 的定义域为 $(-b,+\infty)$ ,分类讨论 $-a$ 与 $-b, 1-b$ 的大小关系,结合符号分析判断,即可得 $b=a+1$ ,代入可得最值;解法二:根据对数函数的性质分析 $\ln (x+b)$ 的符号,进而可得 $x+a$ 的符号,即可得 $b=a+1$ ,代入可得最值.
【详解】解法一:由题意可知:$f(x)$ 的定义域为 $(-b,+\infty)$ ,
令 $x+a=0$ 解得 $x=-a$ ;令 $\ln (x+b)=0$ 解得 $x=1-b$ ;
若 $-a \leq-b$ ,当 $x \in(-b, 1-b)$ 时,可知 $x+a>0, \ln (x+b)<0$ ,
此时 $f(x)<0$ ,不合题意;
若 $-b<-a<1-b$ ,当 $x \in(-a, 1-b)$ 时,可知 $x+a>0, \ln (x+b)<0$ ,
此时 $f(x)<0$ ,不合题意;
若 $-a=1-b$ ,当 $x \in(-b, 1-b)$ 时,可知 $x+a<0, \ln (x+b)<0$ ,此时 $f(x)>0$ ;
当 $x \in[1-b,+\infty)$ 时,可知 $x+a \geq 0, \ln (x+b) \geq 0$ ,此时 $f(x) \geq 0$ ;
可知若 $-a=1-b$ ,符合题意;
若 $-a>1-b$ ,当 $x \in(1-b,-a)$ 时,可知 $x+a\langle 0, \ln (x+b)\rangle 0$ ,
此时 $f(x)<0$ ,不合题意;
综上所述:$-a=1-b$ ,即 $b=a+1$ ,
则 $a^{2}+b^{2}=a^{2}+(a+1)^{2}=2\left(a+\frac{1}{2}\right)^{2}+\frac{1}{2} \geq \frac{1}{2}$ ,当且仅当 $a=-\frac{1}{2}, b=\frac{1}{2}$ 时,等号成立,
所以 $a^{2}+b^{2}$ 的最小值为 $\frac{1}{2}$ ;
解法二:由题意可知:$f(x)$ 的定义域为 $(-b,+\infty)$ ,
令 $x+a=0$ 解得 $x=-a$ ;令 $\ln (x+b)=0$ 解得 $x=1-b$ ;
则当 $x \in(-b, 1-b)$ 时, $\ln (x+b)<0$ ,故 $x+a \leq 0$ ,所以 $1-b+a \leq 0$ ;
$x \in(1-b,+\infty)$ 时, $\ln (x+b)>0$ ,故 $x+a \geq 0$ ,所以 $1-b+a \geq 0$ ;
故 $1-b+a=0$ ,则 $a^{2}+b^{2}=a^{2}+(a+1)^{2}=2\left(a+\frac{1}{2}\right)^{2}+\frac{1}{2} \geq \frac{1}{2}$ ,
当且仅当 $a=-\frac{1}{2}, b=\frac{1}{2}$ 时,等号成立,
所以 $a^{2}+b^{2}$ 的最小值为 $\frac{1}{2}$ .
故选:C.
【点睛】关键点点睛:分别求 $x+a=0 , \ln (x+b)=0$ 的根,以根和函数定义域为临界,比较大小分类讨论,结合符号性分析判断.