已知函数f(x)=mx2-x+lnx.

已知函数f(x)=mx2-x+lnx.
(1)当m=-1时,求f(x)的最大值;
(2)若在函数f(x)的定义域内存在区间D,使得该函数在区间D上为减函数,求m的取值范围;
(3)当m>0时,若曲线C:y=f(x)在点x=1处的切线l与C有且只有一个公共点,求m的值.
珈名 1年前 已收到1个回答 举报

lemblues 幼苗

共回答了18个问题采纳率:88.9% 举报

解题思路:(1)求导数,确定函数的单调性,即可求f(x)的最大值;
(2)在函数f(x)的定义域内存在区间D,使得该函数在区间D上为减函数,等价于2mx2-x+1<0在(0,+∞)上有解,分类讨论,可求m的取值范围;
(3)求出切线方程为y-m+1=2m(x-1),即y=2mx-m-1,从而方程mx2-x+lnx=2mx-m-1在(0,+∞)上只有一解,分类讨论,可求m的值.

(1)当m=-1时,f(x)=-x2-x+lnx,
所以f′(x)=-2x-1+[1/x]=-
(2x−1)(x+1)
x,
所以当0<x<[1/2],f′(x)>0,当x>[1/2],f′(x)<0,
因此当x=[1/2]时,f(x)max=f([1/2])=-[3/4]-ln2.(3分)
(2)f′(x)=2mx-1+[1/x]=
2mx2−x+1
x,
即2mx2-x+1<0在(0,+∞)上有解.
①m≤0显然成立;
②m>0时,由于对称轴x=[1/4m]>0,故△=1-8m>0,所以m<[1/8],
综上,m<[1/8].(8分)
(3)因为f(1)=m-1,f′(1)=2m,所以切线方程为y-m+1=2m(x-1),即y=2mx-m-1,
从而方程mx2-x+lnx=2mx-m-1在(0,+∞)上只有一解.
令g(x)=mx2-x+lnx-2mx+m+1,则g′(x)=2mx-1-2m+[1/x]=
2mx2−x−2mx+1
x=
(2mx−1)(x−1)
x(10分)
所以1°m=[1/2],g′(x)≥0,所以y=g(x)在x∈(0,+∞)单调递增,且g(1)=0,所以mx2-x+lnx=2mx-m-1只有一解.(12分)
2°0<m<[1/2],x∈(0,1),g′(x)>0;x∈(1,[1/2m]),g′(x)<0;x∈([1/2m],+∞)),g′(x)>0,
由g(1)=0及函数单调性可知g([1/2m])<0,
因为g(x)=mx[x-(2+[1/m])]+m+lnx+1,取x=2+[1/m],则g(2+[1/m])>0.
因此在([1/2m],+∞)),方程mx2-x+lnx=2mx-m-1必有一解,从而不符题意(14分)
3°m>[1/2],x∈(0,[1/2m]),g′(x)>0;x∈([1/2m],1)),g′(x)<0;x∈(1,+∞),g′(x)>0,
同理在(0,[1/2m]),方程mx2-x+lnx=2mx-m-1必有一解,从而不符题意.(16分)

点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,考查导数的几何意义,考查分类讨论的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

1年前

1
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.032 s. - webmaster@yulucn.com