问题 解答题

设函数f(x)=x|x-1|+m,g(x)=lnx.

(1)当m>1时,求函数y=f(x)在[0,m]上的最大值;

(2)记函数p(x)=f(x)-g(x),若函数p(x)有零点,求m的取值范围.

答案

(1)当x∈[0,1]时,f(x)=x(1-x)+m=-x2+x+m=-(x-

1
2
)2+m+
1
4

∴当x=

1
2
时,f(x)max=m+
1
4

当x∈(1,m]时,f(x)=x(x-1)+m=x2-x+m=(x-

1
2
)2+m-
1
4

∵函数y=f(x)在(1,m]上单调递增,∴f(x)max=f(m)=m2

m2≥m+

1
4
得:m2-m-
1
4
≥0
又m>1⇒m≥
1+
2
2

∴当m≥

1+
2
2
时,f(x)max=m2

1<m<

1+
2
2
时,f(x)max=m+
1
4

(2)函数p(x)有零点即方程f(x)-g(x)=x|x-1|-lnx+m=0有解,

即m=lnx-x|x-1|有解

令h(x)=lnx-x|x-1|,当x∈(0,1]时,h(x)=x2-x+lnx

h′(x)=2x+

1
x
-1≥2
2
-1>0

∴函数h(x)在(0,1]上是增函数,∴h(x)≤h(1)=0

当x∈(1,+∞)时,h(x)=-x2+x+lnx.

h′(x)=-2x+

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

∴函数h(x)在(1,+∞)上是减函数,∴h(x)<h(1)=0

∴方程m=lnx-x|x-1|有解时,m≤0,

即函数p(x)有零点时m≤0

单项选择题
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