解答题设函数f(x)=(x-1)2+mlnx,其中m为常数.
(1)当在定义域上的单调性;
(2)若函数f(x)有极值点,求实数m的取值范围及f(x)的极值点.
(3)当.
网友回答
解:(1)函数f(x)=(x-1)2+mlnx,可得函数的定义域为(0,+∞)
f′(x)=2(x+1)+==(x>0)
当m时,可知f′(x)>0对任意x∈(0,+∞)恒成立,
∴函数f(x)在(0,+∞)上是单调递增函数.
(2)由(1)知,当时,函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,没有极值点.
当时,,函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,没有极值点.
当时,令f'(x)=0得,,…(6分)
①当m≤0时,,则,
列表:
x(0,x2)x2(x2,+∞)f'(x)-0+f(x)↘极小值↗由此看出,当m≤0时,f(x)有唯一极小值点.…(8分)
②当时,0<x1<x2<1,
列表:
x(0,x1)x1(x1,x2)x2(x2,+∞)f'(x)+0-0+f(x)↗极大值↘极小值↗由此看出,当时,f(x)有极小值点和极大值点.
综上,当m≤0时,f(x)有唯一极小值点,
当时,f(x)有极小值点和极大值点.…(10分)
(3)由(2)知,m=-1时,函数f(x)=(x-1)2-lnx,
此时,函数f(x)有唯一极小值点,
当时,f'(x)<0,f(x)在上是减函数,
∵n≥3时,,
∴,即
∴n≥3时,.
令函数h(x)=(x-1)-lnx(x>0),则
当x>1时,h′(x)>0,h(x)在(1,+∞)上是增函数,
∵n≥3时,1,∴f(1),即
∴n≥3时,ln(n+1)-lnn
综上,当n≥3,n∈N时,不等式恒成立.解析分析:(1)求导数,通过m,x>0,可判导数为正,可推f(x)在(0,+∞)上是增函数;(2)对m进行分类讨论,分别依据极值的定义进行分析,注意分类要做到不重不漏;(3)要证明的问题即是当m=-1时的函数,通过构造函数分析函数的单调性得出结论.点评:本题为导数和不等式的综合应用,涉及分类讨论的思想和极值的求解,属中档题.