问题
解答题
已知函数f(x)=ln
(1)f(x)为定义域上的单调函数,求实数m的取值范围; (2)当m=-1时,求函数f(x)的最大值; (3)当m=1时,且1≥a>b≥0,证明:
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答案
(1)函数的定义域为(-
,+∞)1 2
求导函数可得f′(x)=
+m.1 1+2x
∵x>-
,∴1 2
>0,∴不存在实数m,使f′(x)=1 1+2x
+m<0对x>-1 1+2x
恒成立,1 2
由f′(x)=
+m≥0对x>-1 1+2x
恒成立得,m≥1 2
对x>-1 1+2x
恒成立1 2
而
<0,故m≥01 1+2x
经检验,当m≥0时,f′(x)=
+m>0对x>-1 1+2x
恒成立1 2
∴当m≥0时,f(x)为定义域上的单调递增函数.
(2)当m=-1时,由f′(x)=
-1=0,可得x=01 1+2x
当x∈(-
,0)时,f′(x)>0;当x∈(0+∞)时,f′(x)<01 2
∴函数f(x)在x0时取得最大值,最大值为f(0)=0
(3)证明:当m=1时,令g(x)=f(x)-
x=4 3
ln(1+2x)-1 2
x1 3
∴g′(x)=
-1 1+2x
=1 3
在[0,1]上总有g′(x)≥0,即g(x)在[0,1]上递增2(1-x) 3(1+2x)
∴当1≥a>b≥0时,g(a)>g(b),即f(a)-
a>f(b)-4 3
b⇒4 3
>f(a)-f(b) a-b
. 4 3
令h(x)=f(x)-2x=
ln(1+2x)-x,1 2
由(2)知它在[0,1]上递减,
∴h(a)<h(b)
即f(a)-2a<f(b)-2b⇒
<2f(a)-f(b) a-b
综上所述,当m=1,且1≥a>b≥0时,
<4 3
<2f(a)-f(b) a-b