已知函数g(x)=
(1)求θ的值; (2)当m=0时,求函数f(x)的单调区间和极值; (3)若在[1,e]上至少存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立,求m的取值范围. |
(1)∵函数g(x)=
+lnx在[1,+∞)上为增函数,1 x•sinθ
∴g′(x)=-
+1 x2sinθ
≥0在[1,+∞)上恒成立,1 x
≥0,xsinθ-1 x2sinθ
∵θ∈(0,π),∴sinθ>0,
故要使xsinθ-1≥0在[1,+∞)恒成立,
只需1×sinθ-1≥0,即sinθ≥1,只需sinθ=1,
∵θ∈(0,π),∴θ=
.π 2
(2)f(x)的定义域为(0,+∞).
当m=0时,f(x)=
-lnx,f′(x)=1-2e x
,(2e-1)-x x2
当0<x<2e-1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x>2e-1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
所以f(x)的增区间是(0,2e-1),减区间是(2e-1,+∞),当x=2e-1时,f(x)取得极大值f(2e-1)=-1-ln(2e-1).
(3)令F(x)=f(x)-g(x)=mx-
-2lnx,m+2e x
①当m≤0时,x∈[1,e],mx-
≤0,-2lnx-m x
<0,2e x
∴在[1,e]上不存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立.
②当m>0时,F′(x)=m+
-m+2e x2
=2 x
,mx2-2x+m+2e x2
∵x∈[1,e],∴2e-2x≥0,mx2+m>0,
∴F′(x)>0在[1,e]恒成立.
故F(x)在[1,e]上单调递增,
F(x) max=F(e)=me-
-4,m e
只要me-
-4>0,解得m>m e
.4e e2-1
故m的取值范围是(
,+∞)4e e2-1