已知函数f(x)=
(1)求函数f(x)单调递减区间; (2)当m=2时,设函数g(x)=f(x)-f(2-x)+3的定义域为D,∀x1,x2∈D,且x1+x2=1,求证:g(x1)+g(x2),g(x1)-g(x2),g(2x1)+g(2x2),g(2x1)-g(2x2)中必有一个是常数(不含x1,x2); (3)若曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l与曲线C有且只有一个公共点,求m的值. |
(1)f′(x)=m(x-1)-2+
=1 x
,x>0mx2-(m+2)x+1 x
对于y=mx2-(m+2)x+1而言,
∵m≥1,∴△=(m+2)2-4m=m2+4>0
且它的两个零点x2=
>x1=m+2+ m2+4 2m
>0m+2- m2+4 2m
故当x1<x<x2时f′(x)<0
∴函数f(x)的单调减区间为(
,m+2- m2+4 2m
)m+2+ m2+4 2m
(2)法一:g(x)=4-4x+lnx-ln(2-x)+3关于点A(1,3)对称,证明如下:
设P(x0,y0)为y=g(x)图象上任意一点,P关于点A(1,3)的对称点为P′(2-x0,6-y0).
∵y0=4-4x0+lnx0-ln(2-x0)+3,∴6-y0=4-4(2-x0)+ln(2-x0)-ln(2-(2-x0))+3
∴P′也在函数y=g(x)图象上,故y=g(x)图象关于点A(1,3)对称
∵2x1+2x2=2,∴g(2x1)+g(2x2)=6为常数
法二:g(2x1)+g(2x2)=4-4•2x1+ln
+3+4-4•2x2+ln2x1 2-2x1
+3=6为常数2x2 2-2x2
(3)∵f′(1)=-1,∴直线l:y-1=-(x-1),即y=2-x
代入y=
m(x-1)2-2x+3+lnx1 2
得m(x-1)2-2x+2lnx+2=0
令F(x)=m(x-1)2-2x+2lnx+2,则F(1)=0,∴F(x)=0有一个解x=1
又∵F′(x)=2(mx-1)(x-1) x
①当m=1时,F′(x)=2
≥0,∴F(x)在(0,+∞)上递增,∴F(x)=0恰有一个解符合条件;(x-1)2 x
②当m>1时,当0<x<
或x>1时,F′(x)>0,当1 m
<x<1时F′(x)<0,1 m
故F(x)极大值=F(
)>0,极小值F(1)=0.1 m
且当x→0时F(x)→-∞;当x→+∞时,F(x)→+∞
∴F(x)在(0,
),(1 m
,+∞)上各有一个实根,不符合条件,舍去1 m
综上m=1