已知函数f(x)=x2+mx+nlnx(x>0,实数m,n为常数).
(1)若n+3m2=0(m>0),且函数f(x)在x∈[1,+∞)上的最小值为0,求m的值;
(2)若对于任意的实数a∈[1,2],b-a=1,函数f(x)在区间(a,b)上总是减函数,对每个给定的n,求m的最大值h(n).
(1)当n+3m2=0时,f(x)=x2+mx-3m2lnx.
则f′(x)=2x+m-
=3m2 x
=2x2+mx-3m2 x
.(2x+3m)(x-m) x
令f′(x)=0,得x=-
(舍),x=m.(3分)3m 2
①当m>1时,
∴当x=m时,fmin(x)=2m2-3m2lnm.
令2m2-3m2lnm=0,得m=e
.(5分)2 3
②当0<m≤1时,f′(x)≥0在x∈[1,+∞)上恒成立,
f(x)在x∈[1,+∞)上为增函数,当x=1时,fmin(x)=1+m.
令m+1=0,得m=-1(舍).综上所述,所求m为m=e
.(7分)2 3
(2)∵对于任意的实数a∈[1,2],b-a=1,
f(x)在区间(a,b)上总是减函数,则对于x∈(1,3),
f′(x)=2x+m+
=n x
<0,2x2+mx+n x
∴f′(x)≤0在区间[1,3]上恒成立.(9分)
设g(x)=2x2+mx+n,∵x>0,
∴g(x)≤0在区间[1,3]上恒成立.
由g(x)二次项系数为正,得g(1)≤0 g(3)≤0
即
亦即m+n+2≤0 3m+n+18≤0
(12分)m≤-n-2 m≤-
-6.n 3
∵(-n-2)-(-
-6)=4-n 3
=-2n 3
(n-6),2 3
∴当n<6时,m≤-
-6,当n≥6时,m≤-n-2,(14分)n 3
∴当n<6时,h(n)=-
-6,n 3
当n≥6时,h(n)=-n-2,即h(n)=
(16分)-
-6,n<6n 3 -n-2,n≥6.