问题 解答题

设函数f(x)=x|x-1|+m(m∈R),g(x)=lnx.

(1)记h(x)=f(x)+g(x),求函数h(x)的单调增区间;

(2)若∀x∈[1,+∞),方程f(x)>g(x)恒成立,求m的取值范围.

答案

(1)因为函数g(x)的定义域为(0,+∞),所以h(x)的定义域为(0,+∞)

所以h(x)=

x2-x+lnx+m,x≥1
-x2+x+lnx+m,0<x<1.

从而得:h′(x)=

2x2-x+1
x
,x≥1
-2x2+x+1
x
,0<x<1.

①当x≥1时,由h'(x)>0得

2x2-x+1
x
>0,即2x2-x+1>0,其判别式△>0恒成立,

故区间[1,+∞)是函数h(x)的单调增区间;

②当0<x<1时,由h'(x)>0得

-2x2+x+1
x
>0得
112x2-x-1<0
120<x<113
即0<x<1,

故区间(0,1)也是函数h(x)的单调增区间.

综上所述,函数h(x)的单调增区间是(0,+∞).

(2)由题意得:x(x-1)+m>lnx,∀x∈[1,+∞)恒成立,

即m>-x(x-1)+lnx,∀x∈[1,+∞)恒成立,

设F(x)=-x2+x+lnx,x∈[1,+∞),则

F′(x)=-2x+1+

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

显然,当x∈[1,+∞)时,F(x)≤0恒成立,

所以,F(x)在区间[1,+∞)上是单调减函数,

所以[F(x)]max=F(1)=0,

所以m的取值范围是(0,+∞).

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