问题 解答题
已知函数f(x)=lnx-
m
x
(m∈
R).
(Ⅰ)求函数f(x)的定义域,并讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)问是否存在实数m,使得函数f(x)在区间[1,e]上取得最小值3?请说明理由.
答案

(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),且 f(x)=

1
x
+
m
x2
=
x+m
x2

令f′(x)=0,得 x=-m.--------------(2分)

当m≥0时,x+m>0,f(x)=

x+m
x2
>0,函数f(x)在(0,+∞)上是增函数;

当m<0时,在区间(0,-m)上f′(x)<0,函数f(x)在(0,-m)上是减函数;

在区间(-m,+∞)上f′(x)>0,函数f(x)在(-m,+∞)上是增函数.---(6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=

x+m
x2

(1)若m≥-1,则在区间[1,e]上f′(x)≥0,函数f(x)在[1,e]上是增函数,

此时,f(x)取最小值f(1),

由f(1)=-m=3,得m=-3∉[-1,+∞);--------(8分)

(2)若m≤-e,则在区间[1,e]上f′(x)≤0,函数f(x)在[1,e]上是减函数,

此时,f(x)取最小值f(e),

f(e)=1-

m
e
=3,得m=-2e∈(-∞,-e];-------(10分)

(3)若-e<m<-1,

则在区间[1,-m)上f′(x)≤0,函数f(x)在[1,-m)上是减函数,

在区间(-m,+∞)上f′(x)≥0,函数f(x)在(-m,+∞)上是增函数,

此时,f(x)取最小值f(-m),

由f(-m)=ln(-m)+1=3,得m=e2∉(-e,-1);------(12分)

综上所述,存在实数m=-2e,使得f(x)在区间[1,e]上取得最小值3.----------(13分)

单项选择题
问答题 简答题