设函数f(x)=x-ln(x+m),其中m为实常数.
(Ⅰ)当m为何值时,f(x)≥0;
(Ⅱ)证明:当m>1时,函数f(x)在[e-m-m,e2m-m]内有两个零点.
(Ⅰ)∵f(x)=x-ln(x+m),x∈(-m,+∞),
∴f′(x)=1-
=1 x+m
,令f'(x)=0,得x=1-m.------------(2分)x-(1-m) x+m
当x∈(-m,1-m)时,f'(x)<0,f(x)为减函数,f(x)>f(1-m)
当x∈(1-m,+∞)时,f'(x)>0,f(x)为增函数,f(x)>f(1-m)---(4分)
根据函数极值判别方法,f(1-m)=1-m为极小值,
而且对x∈(-m,+∞)都有f(x)≥f(1-m)=1-m.
故当m≤1时,f(x)≥0.---------------(6分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,当m>1时,f(1-m)=1-m<0,
函数f(x)=x-ln(x+m),在[e-m-m,1-m]上为减函数.
f(e-m-m)=e-m-m-ln(e-m-m+m)=e-m>0
所以当m>1时,f(e-m-m)与f(1-m)异号.
由函数零点判定定理知,函数f(x)在区间(e-m-m,1-m)内有唯一零点.----------(9分)
而当m>1时,f(e2m-m)=e2m-3m.
令g(x)=e2x-3x(x>1),则g′(x)=2e2x-3(x>1)>2e2-3>0,
那么函数g(x)在区间(1,+∞)上递增.于是g(x)>g(1)=e2-3>0,从而f(e2m-m)=e2m-3m>0.--(11分)
所以,当整数m>1时,函数f(x)=x-ln(x+m)在[1-m,e2m-m]上为增函数且f(1-m)与f(e2m-m)异号,
所以函数f(x)在区间[1-m,e2m-m]内也有唯一零点.
综上,当m>1时,函数f(x)在区间[e-m-m,e2m-m]内有两个零点.------------(14分)