已知函数f(x)=
(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
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(1)显然函数f(x)的定义域为(0,+∞),
当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-1)=m x
=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)=
≥0,函数f(x)在(0,+∞)上为增函数.(x-1)2 x
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
>-1,f(x2)-f(x1) x2-x1
即证明:f(x2)+x2>f(x1)+x1
当m=-2时,函数f(x)=
x2+2lnx-3x.1 2
考查函数h(x)=f(x)+x=
x2+2lnx-2x1 2
∵h′(x)=x+
-2=2 x
=x2-2x+2 x
>0(x-1)2+1 x
∴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,
∴
>-1f(x2)-f(x1) x2-x1
命题得证