问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
mx2-2x+1+ln(x+1)

(Ⅰ)当m>0时,求函数的单调区间;
(Ⅱ)当m≥1时,曲线C:y=f(x)在点P(0,1)处的切线l与C有且只有一个公共点,求m的取值的集合M.
答案

由题设知:f′(x)=mx-2+

1
x+1
  (x>-1)

(Ⅰ)当m>0时,f′(x)=

mx2-(m-2)x-1
x+1
=
m
x+1
(x-
2-m-
m2+4
2m
)(x-
m2+4
-m+2
2m
),

m2+4
-m+2
2m
>0>
2-m-
m2+4
2m
2-m-
m2+4
2m
-(-1)=
m+2-
m2+4
2m
>0

∴函数f(x)单调递增区间为(-1,-

m-2+
m2+4
2m
)∪(
m2+4
-m+2
2m
,+∞)

单调递减区间为(-

m-2+
m2+4
2m
m2+4
-m+2
2m
).

(Ⅱ)由题设知:P∈C,f'(0)=-1,切线l的方程为y=-x+1,

于是方程:-x+1=

1
2
mx2-2x+1+ln(x+1),即
1
2
mx2-x+ln(x+1)=0
有且只有一个实数根;

g(x)=

1
2
mx2-x+ln(x+1),得g(0)=0;

g′(x)=

mx2+(m-1)x
x+1
=
mx
x+1
[x-(
1
m
-1)],

当m=1时,g′(x)=

x2
x+1
≥0,g(x)为增函数,符合题设;

当m>1时,有-1<

1
m
-1<0,得x∈(0,+∞),

g'(x)>0,g(x)在此区间单调递增,g(x)>0;

x∈(

1
m
-1,0),g′(x)<0,g(x)在此区间单调递减,g(x)>0;

x∈(-1,

1
m
-1),g′(x)>0,g(x)在此区间单调递增,g(x)∈(-∞,g(
1
m
-1))

此区间存在零点,即得m>1不符合题设;

∴由上述知:M={1}.

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