问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
x2-mlnx+(m-1)x
,m∈R.
(1)当m=2时,求函数f(x)的最小值;
(2)当m≤0时,讨论函数f(x)的单调性;
(3)求证:当m=-2时,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,有
f(x2)-f(x1)
x2-x1
>-1
答案

(1)显然函数f(x)的定义域为(0,+∞),

m=2时,f′(x)=

x2+x-2
x
=
(x-1)(x+2)
x

∴当x∈(0,1)时,f'(x)<0,

x∈(1,+∞),f'(x)>0.

∴f(x)在x=1时取得最小值,其最小值为f(1)=

3
2

(2)∵f′(x)=x-

m
x
+(m-1)=
x2+(m-1)x-m
x
=
(x-1)(x+m)
x

∴①当-1<m≤0即-m<1时,

若x∈(0,-m)时,f'(x)>0,f(x)为增函数;

x∈(-m,1)时,f'(x)<0,f(x)为减函数;

x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,f(x)为增函数

②当m=-1时,

f′(x)=

(x-1)2
x
≥0,函数f(x)在(0,+∞)上为增函数.

③当m<-1即-m>1时,

x∈(0,1)时,f'(x)>0,f(x)为增函数;

x∈(1,-m)时,f'(x)<0,f(x)为减函数;

x∈(-m,+∞)时,f'(x)>0,f(x)为增函数.

证明:(3)不妨设0<x1<x2,要证明

f(x2)-f(x1)
x2-x1
>-1,

即证明:f(x2)+x2>f(x1)+x1

当m=-2时,函数f(x)=

1
2
x2+2lnx-3x.

考查函数h(x)=f(x)+x=

1
2
x2+2lnx-2x

h′(x)=x+

2
x
-2=
x2-2x+2
x
=
(x-1)2+1
x
>0

∴h(x)在(0,+∞)上是增函数,

对任意0<x1<x2,h(x2)>h(x1),

所以f(x2)+x2>f(x1)+x1

f(x2)-f(x1)
x2-x1
>-1

命题得证

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