问题
解答题
设函数f(x)=x-ln(x+m),其中常数m为整数。
(1)当m为何值时,f(x)≥0;
(2)定理:若函数g(x)在[a,b]上连续,且g(a)与g(b)异号,则至少存在一点x0∈(a,b),使g(x0)=0,试用上述定理证明:当整数m>1时,方程f(x)=0,在[e-m-m,e2m-m]内有两个实根。
答案
解:(1)函数f(x)=x-ln(x+m),x∈(-m,+∞)连续,且
,令,得
当x∈(-m,1-m)时,f '(x)<0,f(x)为减函数,f(x)>f(1-m)
当x∈(1-m,+∞)时,f '(x)>0,f(x)为增函数,f(x)>f(1-m)
根据函数极值判别方法,f(1-m)=1-m为极小值,而且对x∈(-m,+∞)都有f(x)≥f(1-m)=1-m
故当整数m≤1时,f(x)≥1-m≥0。
(2)由(1)知,当整数m>1时,f(1-m)=1-m<0,
函数f(x)=x-ln(x+m),在上为连续减函数
当整数m>1时,与异号
由所给定理知,存在唯一的,使
而当整数m>1时,
类似地,当整数m>1时,函数f(x)=x-ln(x+m),在上为连续增函数
且f(1-m)与异号,
由所给定理知,存在唯一的,使
故当m>1时,方程f(x)=0在内有两个实根。