已知二次函数f(x)=x2+ax+m+1,关于x的不等式f(x)<(2m-1)x+1-m2的解集为(m,m+1),其中m为非零常数.设g(x)=
(1)求a的值; (2)k(k∈R)如何取值时,函数φ(x)=g(x)-kln(x-1)存在极值点,并求出极值点. |
(1)∵关于x的不等式f(x)<(2m-1)x+1-m2的解集为(m,m+1),
即不等式x2+(a+1-2m)x+m2+m<0的解集为(m,m+1),
∴x2+(a+1-2m)x+m2+m=(x-m)(x-m-1).
∴x2+(a+1-2m)x+m2+m=x2-(2m+1)x+m(m+1).
∴a+1-2m=-(2m+1).
∴a=-2.
(2)由(1)得g(x)=
=f(x) x-1
=(x-1)+x2-2x+m+1 x-1
.m x-1
∴φ(x)=g(x)-kln(x-1)=(x-1)+
-kln(x-1)的定义域为(1,+∞).m x-1
∴φ'(x)=1-
-m (x-1)2
=k x-1
.x2-(2+k)x+k-m+1 (x-1)2
方程x2-(2+k)x+k-m+1=0(*)的判别式△=(2+k)2-4(k-m+1)=k2+4m.
①当m>0时,△>0,
方程(*)的两个实根为x1=
<1,x2=2+k- k2+4m 2
>1,2+k+ k2+4m 2
则x∈(1,x2)时,φ'(x)<0;x∈(x2,+∞)时,φ'(x)>0.
∴函数φ(x)在(1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增.
∴函数φ(x)有极小值点x2.
②当m<0时,由△>0,得k<-2
或k>2-m
,-m
若k<-2
,则x1=-m
<1,x2=2+k- k2+4m 2
<1,2+k+ k2+4m 2
故x∈(1,+∞)时,φ'(x)>0,
∴函数φ(x)在(1,+∞)上单调递增.
∴函数φ(x)没有极值点.
若k>2
时,x1=-m
>1,x2=2+k- k2+4m 2
>1,2+k+ k2+4m 2
则x∈(1,x1)时,φ'(x)>0;x∈(x1,x2)时,φ'(x)<0;x∈(x2,+∞)时,φ'(x)>0.
∴函数φ(x)在(1,x1)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增.
∴函数φ(x)有极小值点x2,有极大值点x1.
综上所述,当m>0时,k取任意实数,函数φ(x)有极小值点x2;
当m<0时,k>2
,函数φ(x)有极小值点x2,有极大值点x1.-m
(其中x1=
,x2=2+k- k2+4m 2
).2+k+ k2+4m 2